Diseño Y Simulación De Procesos Y Productos I (IQ-30715)

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UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO

       División De Ciencias Naturales Y Exactas

Departamento De Ingeniería Química

Diseño Y Simulación De Procesos Y Productos I (IQ-30715)

Profesor:

Dr. Gabriel Segovia Hernández

Tarea #3

Alumnos:

Blanca Aldara Alí Porras

Esther Alejandrina Vega González

Iris Estephanie Sánchez Betancourt

Karla Jimena Ramírez Estrada

Saúl González Morales

Juan de Dios Fernando Valdez Mireles

Fecha: 3 de septiembre del 2018

INDICE DE TABLAS E ILUSTRACIONES

Tabla 1. Datos de Equilibrio % Peso: Decosano – Difenil – Hexano (DPH) – Furfural a 45oC        6

Tabla 2.Fase de Decosano: Composición % peso        6

Tabla 3. Fase de Decosano: Composición % peso        7

Ilustración 1 Diagrama extracción trifásico        12

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 1

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Ecuación 2

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Ecuación 3

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Ecuación 4

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Ecuación 5

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Ecuación 6

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Ecuación 7

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Ecuación 8

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Ecuación 9

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Ecuación 10

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Ecuación 11

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Ecuación 12

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Ecuación 13

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Ecuación 14

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Ecuación 15

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Ecuación 16

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Ecuación 17

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Ecuación 18

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Ecuación 19

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Ecuación 20

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Ecuación 21

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Ecuación 22

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Ecuación 23

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Problema 1. Se desea diseñar una columna de destilación de platos tipo sieve para procesar una mezcla de etil-benceno / o-xileno con una alimentación de 1974 lb-mol/hr, operando a 1.73 atm. La alimentación tiene 40% mol de etil-benceno y entra como líquido saturado. El producto de destilado debe de tener una composición de 98.7% mol de ligero, y el fondo 98.6% mol de pesado.

Para una razón de reflujo 1.42 veces la mínima:

1. Estime el costo de instalación de los tres equipos principales en el año 2017 usando el método de Guthrie.
2. Estime el costo de operación del sistema. Suponga 8500 horas de operación al año y los siguientes costos de servicios para 2000:

Para mezclas de benceno-tolueno:

• Calores latentes pueden tomarse como 13700 Btu/lb-mol.
• Capacidades caloríficas pueden tomarse como 40 Btu/(lb-mol)(oF)

Coeficientes globales de transferencia de calor:

• Para el hervidor 80 Btu/(hr)(ft2)(oF)
• Para el condensador 100 Btu/(hr)(ft2)(oF)

Para el agua de enfriamiento:

• Temperatura promedio = 90oF
• Incremento máximo permisible = 50oF

Para el vapor:

• Se usa vapor saturado a 60 psia. A estas condiciones, la temperatura de saturación es 292.7oF, y el calor latente es 915.5 Btu/lb.

Solución al inciso a) Al tener el dimensionamiento^[1] del equipo proseguimos al cálculo de los equipos principales de la columna en el 2017.

1. Calcular el costo base (ec. 1)                

C0=180 $

L=147ft

L0=10ft                                [pic 25]

D=8.5ft

D0=2ft

β=1.45

α=0.97

1. Ajustar costo base por efecto: geometría, presión, material y año de cálculo (ec. 2 y 3)

D=2.5908m

P=1.753 bar

I1(2017)=567.5

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Fm=1

Fd=1

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1. Calcular el costo del módulo desnudo. (ec. 4)

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1. Calcular el costo del módulo desnudo adaptado. (ec. 5)

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1. Añadir contingencias (ec. 6)

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Costo del condensador:

1. Costo base (ec. 7 y 8)

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1. Ajustar Cb por efecto: geometría, presión, material y año de cálculo (ec. 9 y 3)

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Fd=2.9

Fm=1.4

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1. Costo del módulo desnudo (ec. 4)

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1. Costo modulo desnudo adaptado (ec. 5)

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1. Añadir contingencias (ec. 6)

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Costo del rehervidor:

1. Costo base (ec. 7 y 8)

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1. Ajustar Cb por efecto: geometría, presión, material y año de cálculo (ec. 9 y 3)

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Fd=2.9

Fm=1.4

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1. Costo del módulo desnudo (ec. 4)

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1. Costo modulo desnudo adaptado (ec. 5)

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1. Añadir contingencias (ec. 6)

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Costo total de instalación (ec. 10)

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*NOTA: los costos de tubería, instrumentación y aislante, pueden tomarse como el 60% del costo del equipo instalado.

Solución al inciso b)

1. Calcular IF (ec. 11)

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1. Calcular I (ec. 12)

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1. Calcular inversión en el 2000 (ec. 12)

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1. Calcular costo (ec. 13, 14 y 15)

Suponiendo que el agua usada en el condensador y el rehervidor tengan un gasto constante de 750000 lb/h calculamos un aproximado de los gastos por evento:

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