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Diseño de los procesos químicos - Coggle Diagram
Diseño de los procesos químicos
Crear un proceso que fabrique un producto específico
Proyecto
Documentos
Propuesta de proyecto
Cliente
Aprobar
Contratar
Especificar
Informes de actividades
Propuesta
Reporte técnico final
Información
Bases de diseño
Diagramas de flujo de proceso y descripción del proceso
Lista de equipos y hojas de datos de los equipos
Requerimientos de servicios y diagramas de servicios
Diagramas de tuberías e instrumentación
Diseño preliminar de equipos principales
Especificaciones de desfogue, seguridad y control
Especificaciones de manejo de efluentes desechables
Estimados de la inversión y costo de la planta
Estrategias de diseño
Formulación de modelos matemáticos y su solución
Programación matemática
Programación no
lineal
Alternativas de diseño
Variables enteras
Existencia o ausencia de los equipos en la solución
Variables continuas
Flujos
Presiones
Temperaturas
Tamaño de los equipos
Consideración
simultánea de todas las alternativas
Avanzar por niveles en jerarquía de decisiones
Propuestas simples
Refinamientos sucesivos
Diagrama completo del proceso
Sub-problemas
Proceso continuo o intermitente
Estructura de entrada y salida
Estructura de reactores y reciclo
Estructura del sistema de separadores
Integración de energía en una red de
intercambiadores de calor
Diagrama de Cebolla
Reactores
Separadores
Calentadores
Servicios
Etapas de diseño
Diseño conceptual (I)
Toma de
decisiones
Alternativas de proceso
Heurísticas
Definición y dimensionamiento de los equipos (1era aproximación)
Viabilidad económica del proyecto
Alta rentabilidad
Diseño detallado (II)
Ingeniería de detalle
Cálculo riguroso de las
dimensiones de los equipos
Eliminación de suposiciones
Calcular y
ubicar los instrumentos y lazos de control
Cumplir una especificación de diseño
Controlador
Diseño mecánico (III)
Planos
Diseños estructurales
Diseños mecánicos
Obra civil
Planos eléctricos
Red de servicios
Procura de los equipos
Construcción
Evaluación de alternativas de diseño
Índices
de desempeño
Rentabilidad
Grado de cumplimiento de las especificaciones
Seguridad
Criterios del diseño de procesos
Estándares
Determinar la forma en que se hace el diseño
Planta química
No
tener un impacto adverso al medio ambiente
Modificación de procesos
Minimizar la generación de
compuestos contaminantes
Aumentar el uso eficiente de la energía
Lo más económica posible
El menor consumo de materiales y energía
Funcionamiento y seguridad
Operación satisfactoria
Sin riesgos de accidentes
Especificaciones del diseño de procesos
Requerimientos a cumplir
Distribución de los componentes en los separadores
Pureza de los productos
Nivel de producción
Materias primas
Conversión de las reacciones
Partes del diseño de procesos
Síntesis
de procesos
Desconocer
La estructura del proceso
Configuración de operaciones
Parámetros de operación
Conocer
Salidas
Entradas
Combinar varias operaciones de proceso
Diagrama de flujo
Cumplir objetivos
Análisis de los procesos
Calcular
La salida que se desconoce
Descomposición del proceso
Operaciones constituyentes
Estudio de
desempeño
Simulación
Conocer
Parámetros del proceso
Entrada al proceso
Configuración de las
operaciones
Bases de diseño
Requerimiento de capacidad de
producción
Cálculos de balances de materia y energía
Análisis detallado del mercado
Tiempo de trabajo
Mantenimiento
Análisis técnico-económico de alternativas
Aspectos de ingeniería
Ruta de reacciones
Tipo de proceso a utilizar
Carga de la planta
Diagrama de proceso
Tipo de equipos
Condiciones de operación
Requerimiento de servicios
Cumplir la legalidad
vigente
Economía
Potencial económico (P.E.)
Maximizar beneficios
Ingresos por los productos y subproductos vendibles
Gastos por los materiales que se compran
Costo de inversión en equipos
Costo por desecho de subproductos indeseables
Costo de los servicios para la operación
Documentos
Especificaciones de diseño
Antecedentes técnicos y requisitos a cumplir por el diseño
Generalidades
Capacidad
Factor de servicio
Especificaciones de alimentaciones y productos
Condiciones de alimentaciones y productos en los límites de batería
Información de servicios auxiliares y de proceso
Normas
Seguridad
Ambiente
Consideraciones del diseño
Nivel 1
Elección de la química
Reacciones químicas
Condiciones de reacción
Rendimientos
Conversiones
Efectos térmicos
Utilización de catalizadores
Capacidad de producción deseada
Pureza deseada del producto y su precio
Materias primas y su precio
Restricciones de procesamiento
Propiedades físicas de todos los componentes
Toxicidad, seguridad e impacto ambiental de los materiales involucrados
Otros datos
El sitio y la planta
Potencial económico
Datos del costo de subproductos y de los servicios
Tipo de proceso
Nivel 2
Materiales a la entrada y salida del proceso
Alternativas de
purificación o no purificación
Alimentaciones
Productos
Potencial económico
Beneficio anual
Nivel 3
Reactores
Determinación
de las condiciones de operación
Afectaciones al resto del proceso
Uso de diluyentes
Temperaturas
Heurísticas para el número de reactores
Presiones
Recuperaciones
Efluentes
Nivel 4
Sistema de separadores
Reglas heurísticas
Remover primero los componentes corrosivos y peligrosos
Remover el componente más abundante primero
Realizar las separaciones difíciles al último
Los componentes deben ser removidos de
la mezcla en orden decreciente de la propiedad que facilita su separación
Favorecer las separaciones que balanceen los flujos de los productos
No deben separarse componentes con temperaturas de ebullición adyacentes
Nivel 5
Red de intercambiadores de calor
Integración térmica de las
demandas de enfriamiento y calentamiento del proceso
Uso mínimo de servicios
Diagramas de Procesos
Diagramas de flujo de proceso
Iconos
representan los equipos
Rasgos característicos de los equipos del proceso
Diagramas de bloques
Secciones genéricas del proceso
Descripción del proceso
Rectángulos y flechas
Diagramas de tuberías e instrumentos
Diagrama de flujo de procesos
Detalles de instrumentos
Lazos de control
