Diseño De Plantas Industriales

TRABAJO PRÁCTICO N°2:

SELECCIÓN DE UN PROCESO

CUESTIONARIO N°1:

1. ¿Qué tipo de reactor deben emplear? ¿De qué tamaño? ¿De qué material? ¿A qué temperatura y tiempo? ¿Con un calentador eléctrico fuera o dentro de él?

- Deberán utilizar un tipo reactor tubular agitado continuo, que en general es un reactor de operación continua, fácil de regular la temperatura (mayor área externa o interna de refrigeración); proporcionan agitación donde es conveniente, y evitan la formación de puntos calientes (debido a la agitación).

- El tamaño deberá ser según del el volumen de reactivos a utilizar, en este caso deberá ser grande para que se produzca la reacción y produzca para valor mayor de producto.

- El material que puede ser de acero inoxidable para soporte altas temperaturas y se oxide. Si es necesario calentarlo para que los reactivos estén a elevadas temperatura y así puedan reaccionar.

- A una temperatura constante y un tiempo no más de una hora para que llega a elevadas temperaturas.

- Lo ideal sería utilizar un calentador eléctrico fuera del reactor para controlar la temperatura.

2. ¿Dónde se obtendrán los reactivos? ¿Sera mejor comprarlos o fabricarlos? ¿En qué proporción se alimenta el reactor?

- Se obtendrán de tiendas o laboratorios que venden reactivos con descripciones claras.

- Mejor será comprarlos porque ya vienen con determinadas características y propiedades.

- En una proporción de 1 a 2 porque un reactivos tiene que ser de mayor cantidad para producir un producto de mayor valor.

3.- ¿Convendrá vender como tal el efluente del reactor, mismo que contiene el producto y los reactantes no consumidos, o será mejor separar el producto de los reactivos y recircular estos últimos? Si es deseable una separación, ¿Cómo podría llevarse a cabo? ¿Calentando la mezcla y retirando y condensando el vapor, el cual tendrá una mayor concentración de las sustancias más volátiles que la mezcla original? ¿Añadiendo otra sustancia que extraiga el producto y sea inmiscible con los reactivos, para después separara ambas fases en forma mecánica? Si todos los materiales del proceso son gases a la temperatura de reacción, ¿se podrá enfriar la mezcla a una temperatura a la cual se condense el producto pero no los reactivos, o viceversa? En caso de que sean líquidos, ¿se podrá enfriar la mezcla a una temperatura a la cual cristalice el producto? Si se elige alguna de estas alternativas, ¿Qué tipo de equipo se requerirá? ¿De qué dimensiones? ¿Que material será necesario? ¿Cuáles serán los requisitos de calentamiento o enfriamiento? ¿Se necesitan controles para mantener la operación del proceso dentro de límites bien definidos? ¿Qué tipo de controles? ¿Deberán ser manuales o automáticos?

- Será mejor separar el producto de los reactivos no consumidos y recircular éstos últimos, con la finalidad de obtener un ahorro de reactantes y a la misma vez un mejor ingreso económico por su comercialización.

- De llevarse a cabo la separación, ésta podría hacerse mediante el calentamiento de la mezcla y retirando y condensando el vapor, el cual tendría una mayor concentración de las sustancias más volátiles que la mezcla original.

- Si todos los materiales del proceso son gases a la temperatura de reacción, se puede enfriar la mezcla a una temperatura a la cual se condense el producto pero no los reactivos o viceversa, debido a que todas las sustancias gaseosas tienen un punto de condensación diferente.

- Si todos los materiales del proceso son líquidos a la temperatura de reacción, se puede enfriar la mezcla a una temperatura a la cual cristalice el producto pero no los reactivos o viceversa, debido a que todas las sustancias gaseosas tienen un punto de cristalización diferente.

- Suponiendo que se opte por la primera alternativa, los equipos que se requerirán serian: Enfriador, Condensador y un Tanque de almacenamiento.

- Las dimensiones de los equipos dependerían del volumen de la mezcla que se desee separar.

- Los materiales que serian de necesidad imprescindible serian Tuberias y Accesorios.

- Los requisitos de enfriamiento se basarían en que no se excedan los límites de temperatura de operación establecidos en las fichas técnicas de los equipos.

- Si se necesitarían controles para mantener la operación del proceso dentro de los límites bien definidos, de preferencia automáticos para una mejor precisión.

4. ¿Cómo se desplazarán las corrientes de reactivos y productos y los equipos de calentamiento, enfriamiento y separación requeridos por el proceso, hasta y desde el reactor? ¿Quizá por gravedad, partiendo de un tanque de alimentación elevado? ¿Con bombas, sopladores, compresores o bandas de transmisión? ¿De que tipo? ¿Cuáles serán sus dimensiones? ¿Cuál el material de las tuberías?

- Se desplazarían mediante tubos de acero y se llevara los reactivos a el reactor desde un tanque elevado para usar la gravedad y evitar el gasto de energía, sus dimensiones serian acorde a la demanda del producto teniendo un sistema continuo para evitar un desabastecimiento, el cual será alimentado desde un almacén a través de una bomba y sopladores que lleven los insumos hacia el tanque elevado.

5. ¿Se sabe lo suficiente con respecto al sistema de reacción como para responder a todas estas preguntas, o será necesario llevar a cabo estudios de laboratorio adicionales? ¿Qué tipo de estudios? ¿Podrán emplearse de manera directa los datos de laboratorio para diseñar la planta industrial, o será preciso construir primero una planta piloto mas pequeña para probar el diseño? ¿Qué tan pequeña?

- NO, no es suficiente (solo con conocer que a una determinada proporción y temperatura elevada se obtiene un producto nuevo, no es suficiente); y si es necesario realizar estudios adicionales

- Los estudios son diferentes según:

* El tipo de reactantes:

 Solido-liquido, Solido- Solido, gas-liquido, liquido-liquido; etc

 Inflamables, comburentes, tóxicos, radiactivos, oxidantes, peligrosos o inocuos.

 Estables,

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