2010 - I CEIQTEMA02

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TEMA Nº 02: DIAGRAMAS DE PROCESO QUIMICO Facultad de Química e Ingeniería Química Ing. José Manuel García Pantigozo 2010 - I CALCULOS ECONOMICOS EN INGENIERIA QUIMICA UNMSM

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2 PROCESOS QUIMICOS

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PROCESO QUÍMICO Sistema formado por equipos, interconectados en forma organizada, que permiten cambios físicos y químicos dando lugar a un producto de interés.

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PROCESOS QUIMICOS Industrias extractivas El sector de las industrias extractivas (gas, petróleo, gas y minería) representa una parte importante de las exportaciones y una fuente de ingresos para el país.

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PROCESOS QUIMICOS Industrias química y petroquímica.

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PROCESOS QUIMICOS Industria textil

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PROCESOS QUIMICOS Industria alimenticia

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PROCESOS QUIMICOS Industria manufacturera con armado en línea

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PROCESO QUIMICO PROCESO INSUMOS Conocimiento Ingeniería Trabajo Energía Capital MATERIAS PRIMAS PRODUCTOS PROCESO

VIDA DEL DISEÑO DE UNA PLANTA QUIMICA : 

VIDA DEL DISEÑO DE UNA PLANTA QUIMICA Comienzo Encuesta de viabilidad Proceso de desarrollo Evaluación económica final Diseño de ingeniería detallada Obtención de recursos Levantamiento de la planta Inicio y corridas de prueba Producción

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INDUSTRIAS DE PROCESOS QUÍMICOS (Chemical Process Industries: CPI) Alimentos (bebidas, azúcar, jugos, congelados, lácteos, vinos, cerveza, etc.) Combustibles (petróleo, carbón, gas natural, gasolina) lubricantes y derivados petroquímicos Compuestos químicos Orgánicos (petroquímicos, solventes, cauchos, etc) Inorgánicos ( sales, fertilizantes, etc.) Explosivos ( TNT, anfo, etc.) Detergentes y jabones. Pinturas y pigmentos.

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INDUSTRIAS DE PROCESOS QUÍMICOS (Chemical Process Industries: CPI) Metalurgia ( Acero y aleaciones, metales: Cu, Ag, Au, Re, etc.) Tratamiento de agua, efluentes y residuos( gases, riles y rises) Generación de vapor y energía termo-eléctrica Materiales ( cemento, asfalto, cerámica, adhesivos, plásticos, materiales de construcción, vidrio) Papel y celulosa

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INDUSTRIAS DE PROCESOS QUÍMICOS (Chemical Process Industries: CPI) Pesquera ( harina y aceite de pescado, conservas, etc. ) Plásticos , Textiles y Fibras sintéticas Fármacos

PROCESOS CONTINUOS Y DISCONTINUOS : 

PROCESOS CONTINUOS Y DISCONTINUOS

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SISTEMA GLOBAL DE UN PROCESO QUÍMICO PLANTA DE PROCESOS QUIMICOS RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR PLANTAS DE SERVICIOS Calderas, Turbinas Aire comprimido Oxigeno, vacío Materias Primas Insumos Productos Electricidad Suministros y Servicios Agua Combustibles Aire Corrientes frías Corrientes calientes Servicio de calentamiento Servicio de enfriamiento

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PROCESOS CONTINUO PROCESOS DISCONTINUO HEAT SEPARATOR REACTOR Fedd Catalyst Product Heat HEAT REACTOR SEPARATOR (1) Fedd (2) Catalyst Heat Still Product

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Condiciones de operación estacionarias. Gran escala de Producción. Cada equipo realiza una operación o función específica. Calidad del producto constante. Velocidad de producción constante. Alta automatización. Poca mano de obra. PRODUCCION CONTINUA O PROCESO CONTINUO

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PRODUCCION CONTINUA O PROCESO CONTINUO PRODUCCION DE H. DE PESCADO

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PRODUCCION CONTINUA O PROCESO CONTINUO PRODUCCION AZUCAR

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PRODUCCION CONTINUA O PROCESO CONTINUO PRODUCCION DE BIOGASOLINA

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PROCESO DISCONTINUO Funcionamiento intermitente Ciclo de operación Pequeña escala de producción Plantas flexibles, multiproducto y multipropósito Grandes tiempos de procesamientos o residencia Reacciones lentas. Flujos pequeños

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PROCESO DISCONTINUO Productos que ensucian, incrustan o corroen los equipos Productos de calidad variable Velocidad de producción variable Mucha mano de obra Productos de alto valor y calidad Procedimientos de síntesis complejos Condiciones de control muy estrictas

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PRODUCCION DISCONTINUA O PROCESO BATCH

Esquemas de Procesos Industriales: Flow-Sheets : 

Esquemas de Procesos Industriales: Flow-Sheets

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ETAPAS DE UN PROCESO QUÍMICO MATERIAS PRIMAS REACCIONES QUIMICAS PRODUCTOS Operaciones físicas de acondicionamiento Operaciones físicas de separación

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ESTRUCTURA GENERAL DE UN PROCESO PRODUCTIVO PREPARACION PURIFICACION SEPARACION PURIFICACION REACCION M P Insumos Insumos PRODUCTO Subproductos Subproductos TRATAMIENTO EFLUENTES EFLUENTE LIMPIO PRODUCTOS SECUNDARIOS

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ESTRUCTURA DE ENTRADA Y DE SALIDA DEL DIAGRAMA DE FLUJOS Alimentación Producto PROCESO PRODUCTIVO Reciclo Purga Subproductos Insumos

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DIAGRAMA GENERAL ENTRADA- SALIDA PROCESO HIDROMETALÚRGICO DEL COBRE ripios PROCESO mineral ácido sulfúrico agua Industrial soluciones subproductos descartes cátodos de Cu insumos energía

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DIAGRAMAS DE PROCESOS QUÍMICOS Stoichiometry Preliminary Process Conditions Preliminary Material Balance Material, Energy Balances + Equipment Specifications Mechanical &Instrumentation Information Input - Output Diagram Generic Block Flow Diagram Piping and Instrument Diagram (PID) Block Flow Diagram (BFD) Process Flow Diagram (PFD)

TIPOS DE DIAGRAMA DE BLOQUE : 

TIPOS DE DIAGRAMA DE BLOQUE

SECUENCIA DE DISEÑO DE PROCESOS : 

SECUENCIA DE DISEÑO DE PROCESOS

DIAGRAMA BFD : 

DIAGRAMA BFD

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE BLOQUES : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE BLOQUES

DIAGRAMA PFD : 

DIAGRAMA PFD

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

Proceso de licuación del aire TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS : 

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

DIAGRAMA P&ID : 

DIAGRAMA P&ID

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Convenciones para la identificación de equipos C : Compresoras E : Intercambiadores de calor H : Calentadores a llama P : Bombas R : Reactores T : Columnas TK : Estanques de almacenamiento V : Estanque de proceso

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Numeración de los equipos P – 101 A/B identifica una bomba P – 101 A/B identifica que la bomba está ubicada en el área N°1 de la planta P – 101 A/B identifica que la bomba es la número 01 de las n existentes en la planta P – 101 A/B identifica que hay 2 bombas idénticas una de respaldo (backup)

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Como mínimo Número de la corriente Temperatura (°C) Presión (bar) Fracción vapor Flujo total másico (Kg/h) Flujo molar total (Kmol/h) Flujo molar para cada componente (Kmol/h) Muchas veces , además.. Fracciones molares de los componentes Fracciones másicas de los componentes Flujo volumétrico Propiedades físicas (densidad , viscosidad…) Datos termodinámicos (calor específico, entalpía…) Nombre de la corriente Información para las corrientes de flujo

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Identificación de las Corrientes de Flujos Número de la corriente Temperatura (°C) Presión (bar) Fracción vapor Flujo total másico (Kg/h) Flujo molar total (Kmol/h) Flujo molar para cada componente (Kmol/h)