diseño y simulacion proyecto final

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  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    Universidad de GuanajuatoCampus Guanajuato

    Departamento de Ingeniera Qumica

    Divisin de Ciencias Naturales y Exactas

    Curso:Diseo y Simulacin de Procesos y Productos (IQ-30715)

    Semestre:Verano del 2013

    Instructor:Dr. Gabriel Segovia Hernndez/M.C. Julin Cabrera Ruiz

    Proyecto final:Produccin de MTBE utilizando Aspen Plus V7.0

    Colaboradores:

    Acosta Solrzano ngel DavidBarrn Ledesma Juan FranciscoBonilla Espinoza Luis Roberto

    Ramrez Villaln Alejandro ApolinarZiga Bermdez Rubn

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    OBJETIVO:El objetivo principal de este trabajo es disear y optimizar un proceso para la produccin deMTBE a partir de Isobutileno y metanol, obteniendo una pureza del MTBE alta y un costode produccin bajo.

    INTRODUCCION:En este texto podremos encontrar informacin general, especifica, clculos y otroselementos necesarios para la produccin de Metil Ter-Butil Eter (MTBE), con la finalidadde poner en prctica la gama de diferentes situaciones en que nos podremos encontrar en unmomento dado desempeando nuestra labor como ingenieros qumicos. Para poder llevaresto a cabo tomamos como base que el ingeniero qumico como tal, debe estar capacitadopara desarrollar, disear, y llevar a cabo un determinado proceso industrial, y como lo eseste caso, la produccin de MTBE.

    El MTBE es un compuesto orgnico utilizado como aditivo oxigenante de las gasolinas,cuyo uso fue promovido en los ltimos aos con el objeto de aumentar su octanaje alreducir notablemente la generacin de monxido de carbono y de ozono, as como lapresencia de partculas de plomo, provenientes de las emisiones vehiculares.A principios de la dcada de los ochenta se le consider un compuesto revolucionario dealto beneficio en el control de la contaminacin del aire, probado, aceptado y recomendadopor la EPA y por otras instancias del gobierno estadounidense (Clean Air Act Amendment,1990). En Mxico el MTBE empez a utilizarse alrededor de 1990, con la aparicin de lagasolina Magna y posteriormente con la Premium, mismas que desplazaron a la Nova, cuyouso se elimin para evitar las emisiones de plomo a la atmsfera.

    Datos generales y propiedades del MTBE:

    Origen.El MTBE se produce industrialmente mediante procesos qumicos de sntesis a partir delmetanol e isobutileno, a diferencia de las gasolinas que son producidas por la refinacin delpetrleo. El MTBE se adiciona a las gasolinas hasta el momento en que stas sonformuladas para su distribucin y posterior venta al pblico.

    Caractersticas generales.La frmula qumica condensada del MTBE es

    CH3OC(CH3)3, su conformacin molecular sepresenta en la figura 1. Es un lquido incoloro, con unolor similar al del aguarrs, tiene un punto deebullicin de 55.2C y su densidad es de 0.743g/cm3. Se le considera qumicamente estable, esvoltil, inflamable y explosivo.

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    Sntomas por la exposicin.

    Al contacto con los ojos y con la piel produce irritacin, la inhalacin prolongada puedecausar tos, insuficiencia respiratoria, vrtigo e intoxicacin.

    Solubilidad en el agua.

    La solubilidad del MTBE puro en el agua se reporta entre 48 mil y 51 mil mg/l,dependiendo de la fuente de informacin. El MTBE es cerca de 30 veces ms soluble enagua en comparacin con el benceno y casi 100 veces ms soluble que el tolueno. La alta solubilidad del MTBE est dada porla disposicin del grupo ter en su molcula,que le confiere un momento dipolodebido al par de electrones que estnasociados al tomo de oxgeno. Esto haceque el MTBE se comporte como uncompuesto ligeramente inico adiferencia de los hidrocarburos contenidosen la gasolina, que por naturaleza son no-polares. Si se toma como base que la gasolina contiene aproximadamente 10 por ciento deMTBE, se tiene que el MTBE proveniente de un litro de gasolina se puede disolver en 1.5litros de agua. Cuando se rebasa esta relacin, el MTBE permanece junto con loshidrocarburos formando una capa que flota sobre el nivel esttico, debido a que su densidades menor que la del agua.

    Volatilidad.La constante de la Ley de Henry que se interpreta como un coeficiente de distribucinaire/agua (Kaw), indica que el MTBE es diez veces menos voltil que el benceno cuandoambos estn disueltos en el agua.

    Difusin en el aire.

    La presin de vapor del MTBE es 26 veces ms alta que la del benceno. Esto significa queaunque el MTBE tenga preferencia por el agua, las pocas molculas que se desprendan enforma de vapor ejercern una mayor presin al pretender abandonar el agua, encomparacin con la presin que pueden ejercer las molculas de benceno. Una vez en elaire, el MTBE presenta un coeficiente de difusin similar al del benceno (Tabla 1). Loanterior ocasiona lecturas de explosividad en la fase gaseosa de suelos contaminadosnicamente con MTBE.

    Adsorcin en el suelo.

    El MTBE tiene una muy baja afinidad por elcarbono orgnico (log Koc entre 1.0 y 1.1), por loque prcticamente no se adsorbe en la materiaorgnica del suelo, a diferencia del benceno quetiene una alta afinidad (log Koc = 1.62.3).Adems, el MTBE presenta un coeficiente deretardacin muy bajo, de 1.38, cuando para elbenceno es de 3.38. Esto indica que el MTBE se

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    desplaza prcticamente junto con el agua, por lo que casi no se encuentra comocontaminante en el suelo.Aproximadamente 8 por ciento del MTBE presente en el acufero puede ser adsorbido porel suelo, mientras que el benceno es absorbido hasta en 40 por ciento.Difusin en el agua. El MTBE tiene un coeficiente de difusin en agua casi diez veces

    mayor al del benceno. Lo anterior contribuye al incremento en el tamao de las manchas decontaminacin en agua subterrnea comparado con lo que ocurrira si se tratara de benceno.

    MovimientoEl MTBE es fcilmente transportado en un acufero mediante los mecanismos que rigen elmovimiento de solutos en agua subterrnea que son: adveccin y dispersin hidrodinmica,en este ltimo se incluyen dispersin mecnica y difusin molecular.

    En el transporte del agua subterrnea los factores ms importantes en sedimentos noconsolidados son: la litologa, la estratigrafa y el contenido de carbono orgnico, que a suvez dependen de la porosidad, la permeabilidad y del grado de compactacin. La porosidades la relacin entre los espacios vacos y el volumen total; la permeabilidad se refiere a lafacilidad que presenta un medio al flujo del agua. En la porosidad y permeabilidad, influyentambin la textura (tamao de partculas) y su uniformidad, as como su grado decementacin.

    La adveccin se refiere al movimiento del flujo subterrneo, el cual se establece de lospuntos de mayor presin hidrosttica hacia los de menor presin. La velocidad decirculacin del agua subterrnea est en funcin de la permeabilidad y del gradientehidrulico, este ltimo determina la pendiente del nivel del agua.

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    DIAGRAMA DE PROCESO PARA LA PRODUCCIN DE MTBE

    Datos de cada una de las corrientes:

    Stream 1 2 3 4

    Temperature K 290.15 290.15 356.54363 349.935669

    Pressure atm 9.68 9.68 3 2.9

    Componente kmol/hr

    MTBE 0 133.258758 129.803003 0

    ISOBUTYL 144 10.7412426 0.00261012 0

    1BUTENE 62.68 62.68 0.03674475 0

    2BUTENE 421.14 421.14 9.36324935 0METANOL 150 16.7412427 16.6952182 0

    GRICEROL 0 0 0 0.1

    Total Flow kmol/hr 777.82 644.561243 155.900825 0.1

    Total Flow kg/hr 40031.75 40031.7472 12504.6008 9.209472

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    Stream 5 6 7 8

    Temperature K 367.033674 344.232313 349.935669 290.055675

    Pressure atm 3.07 2.39 2.9 1.71097231

    Componente kmol/hr

    MTBE 69.8520276 59.9509754 0 3.45575477

    ISOBUTYL 1.87E-07 0.00260993 0 10.7386325

    1BUTENE 5.09E-06 0.03673966 0 62.6432552

    2BUTENE 0.00376541 9.35948394 0 411.776751

    METANOL 0.04420174 16.6510165 0 0.04602448

    GRICEROL 0.1 3.63E-12 0.1 0

    Total Flow kmol/hr 70 86.0008254 0.1 488.660418

    Total Flow kg/hr 6168.27123 6345.53907 9.209472 27527.1464

    Stream 9 10 11

    Temperature K 314.733618 351.030921 321.453204

    Pressure atm 1 2 1

    Componente kmol/hr

    MTBE 40.0861435 19.8648319 109.938171

    ISOBUTYL 2.61E-03 1.98E-11 0.00261012

    1BUTENE 3.67E-02 4.04E-09 0.03674475

    2BUTENE 9.35947109 1.28E-05 9.3632365

    METANOL 16.6158612 0.03515525 16.6600629

    GRICEROL 1.12E-15 1.00E-01 0.1

    Total Flow kmol/hr 66.1008254 20 136.100825

    Total Flow kg/hr 4593.33333 1761.41522 10761.6046

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    Datos de los equipos y costos de cada uno:

    E-202 (Reboiler)

    Heat duty: 1,059,492.92 cal/sec = 73931,41 W

    T: 20F=10C

    (Despejamos A)

    Donde U=

    ; h1=7500 y h2= 600 (W/m2C)

    U= 1/(1/7500) + (1/600)U=555.555556

    Por lo tanto, tenemos que:

    ()()

    A = 13.30 m2 = 143.16 ft2

    A continuacin con la ayuda del mtodo de GUTHRIE vamos a calcular el costo de nuestro

    Reboiler-E-202 (Tablas Jimnez)

    Factor de modulo = 3.39

    Fd = 1.35

    Fm = 1.78

    Fp = 0

    Cb= $2,500

    Cfob= Cb (Fd + Fp) * Fm

    Cfob = $2,500 ( 1.35+0)*1.78

    Cfob = $ 6,007.5

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    Cmd = Cb * factor de modulo

    Cmd = ($2,500)(3.39) = $8,475

    Cmda = Cmd + (Cfob - Cb)

    Cmda = $8,475 + ($6,007.5 - $2,500)

    Cmda = $11,982.5

    Ahora hacemos un ajuste de tiempo (1968 al 2012)

    Cmda = $11,982.5 ( )

    Cmda = $11,982.5 ()

    Cmda = $63,938.28276

    CE-202 =1.15(Cmda)

    CE-202 =1.15($63,938.28276)

    CE-202 =$73,529.025

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    E-205 (Condensador)

    Heat duty: -150,000,000 cal/sec = -10466999.85 W

    T: 50F

    (Despejamos A)

    Donde U=

    ; h1=1000 y h2= 6000 (W/m2*C)

    U= 1/(1/1000) +(1/6000)

    U= 857.142857Por lo tanto, tenemos que:

    ()()

    A = 1, 830.8 m2 = 19,706.57 ft2

    A continuacin con la ayuda del mtodo de GUTHRIE vamos a calcular el costo de nuestro

    Condensador E-205 (Tablas Jimnez)

    Factor de modulo = 3.39

    Fd = 1.35

    Fm = 3.52

    Fp = 0

    Cb = $30,500

    Cfob = Cb (Fd + Fp) * Fm

    Cfob = $30,500 (1.35+0)*3.52

    Cfob = $ 144,936

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    Cmd = Cb * factor de modulo

    Cmd = ($30,500)(3.39) = $103,395

    Cmda = Cmd + (Cfob - Cb)

    Cmda = $103,395 + ($144,936 - $30,500)

    Cmda = $217,831

    Ahora hacemos un ajuste de tiempo (1968 al 2012)

    Cmda = $217,831( )

    Cmda = $217,831()

    Cmda = $1,162,340.085

    C E-205 =1.15(Cmda)

    CE-205 =1.15($1,162,340.085)

    CE-205 =$1,336,691.098

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    T-202 (Columna)

    Dimetro = 9ft

    h= 40ft (20 platos con una distancia de 2ft entre cada plato)

    A continuacin con la ayuda del mtodo de GUTHRIE vamos a calcular el costo de nuestra

    Columna-T-202 (Tablas Jimnez)

    Costo del recipiente

    Factor de modulo = 4.34

    Fm = 2.25

    Fp = 1

    Costo base = $6,000

    Costo de Columna T-202= Cb * Fp * Fm

    Costo de Columna T-202 = $6,000 *1*2.25

    Costo de Columna T-202 = $ 13,500

    Cmd = Costo base * factor de modulo

    Cmd = ($6,000)(4.34) = $26,040

    Cmda = Cmd + (Cfob - Cb)

    Cmda = $26,040+ ($13,500 - $6,000)

    Cmda = $33,540

    Ahora hacemos un ajuste de tiempo (1968 al 2012)

    Cmda = $33,540 ( )

    Cmda = $33,540 ()

    Cmda = $178,968,5

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    Costo de los platos:

    Costo base de cada plato:

    Cb = $5,000

    Costo de los platos considerando un espaciado de 24in, plato tipo sieve y mateial Aceroinoxidable:

    Fs = 1.0 Ft = 0.0 Fm = 1.7

    Cfob = Cb(Fs+Ft+Fm) $5,00(1.0+0.0+1.7)

    Cfob = $13,500

    Factor de modulo: 4.24

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb)

    =4.34*$5,000

    Cmd = $21,700

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $21,700 + ($13,500+$5,000)

    Cmda = $30,200

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

    Cmda = $30,200*(I2012/I1968) $30,200*(606.7/113.7)

    Cmda = $161,146

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $161,146*1.15

    CT-202 =1.15($178,968,5)+ $185,318

    CT-202 =$391,131

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    T-201 (columna)

    Teniendo un nmero de platos reales de 18 y se tomara un espaciamiento de 24 in. La altura

    de la columna se determinara de la siguiente manera:

    H = (#platos)(espaciamiento) = 18*24in = 432in = 36ft

    Para calcular el dimetro de la columna se realizaran los clculos mediante Aspen Plus

    User Interface dndonos

    D = 5.86ft

    Costos del recipiente:

    Cb = $10,000

    Consideramos que el recipiente tiene un material de recubrimiento de acero inoxidable 316

    (slido):

    Fm = 3.16 y Fp = 1.0

    Cfob = Cb*Fm*Fp $10,000*3.16*1.0

    Cfob = $31,600

    Factor de mdulo: 4.34 recipientes verticales

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb) 4.34*$10,000

    Cmd = $43,400

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $43,000 + ($31,600-$10,000)

    Cmda = $64,600

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

    Cmda = $64,600*(I2012/I1968) $48,700*(606.7/113.7)

    Cmda = $344,703

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $344,703*1.15

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    C = $396,409

    Costo de los platos:

    Costo base de cada plato:

    Cb = $2,000

    Costo de los platos considerando un espaciado de 24in, plato tipo sieve y mateial Acero

    inoxidable:

    Fs = 1.0 Ft = 0.0 Fm = 1.7

    Cfob = Cb(Fs+Ft+Fm) $2,000(1.0+0.0+1.7)

    Cfob = $5,400

    Factor de modulo: 4.24

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb) =4.34*$2,000

    Cmd = $8,680

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $8,680 + ($5,400-$2,000)

    Cmda = $12,080

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

    Cmda = $12,080*(I2012/I1968) $7,248*(606.7/113.7)

    Cmda = $64,458

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $64,458*1.15

    C = $74,127

    CT-201 = $74,127+$396,409 = $470,536

    CT-201 = $470,536

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    M-201 (Mezclador)

    Calcularemos la potencia de nuestro mezclador usando la siguiente frmula:

    Ph = g q h / (3,6 106)

    Donde:

    Ph = Potencia elctrica (kW)

    q = Capacidad de caudal (m3/h) = 602.149m3/hr

    = Densidad del fluido (kg/m3) = (0.6288055g/cm3 +0.70255056g/cm3)/2

    =665.675*kg/m^3

    g = Gravedad (9,81 m/s2)

    h = Altura diferencial (m) = 10m

    Eficiencia 0.6

    P = 10.91 KW = 14.631 hp

    En base a las tablas de Jimnez, encontraremos los costos del mezclador:

    Costo base del compresor:

    Cb = $10,000

    Fd = 1.15

    Cfob = Cb(Fd) $10,000(1.15)

    Cfob = $11,500

    Factor de modulo: 3.21

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb) =3.21*$10,000

    Cmd = $32,100

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $32,100 + ($11,500-$10,000)

    Cmda = $33,600

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

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    Cmda = $33,600*(I2012/I1968) $33,600*(606.7/113.7)

    Cmda = $179,288

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $179,288*1.15

    CM-201 = $206,181

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    17/30

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    E-201 (condensador)

    Q = 13,184,706BTU/hr

    U=

    ; h1=1000 y h2= 6000 (W/m2*C)

    U = 1/(1/6000)+(1/1000 )=857.14 W/m2C = 150.95 BTU/hr*ft2*F

    A = Q/T*U 13,184,706BTU/hr /(50F*150.95 Btu/(hr)(ft2)(oF)

    A = 1,746ft2

    Buscamos el valor del costo base en la tabla 3.3 Jimenez:

    Cb = $12,000

    Fd = 1.35 Fp = 0.0 Fm = 3.52

    Cfob = Cb*(Fd+Fp)*Fm $12,000 (1.35+0.0)*3.52

    Cfob = $57,024

    Factor de modulo: 3.39 intercambiadores de calor

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb) =3.39*$12,000

    Cmd = $40,680

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $40,680+ ($57,024- $12,000)

    Cmda = $85,704

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

    Cmda = $85,704*(I2012/I1968) $199,976*(606.7/113.7)

    Cmda = $457,314

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $692,968.7*1.15

    CE-201 = $525,911

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    18

    E-206 (Reboiler)

    Heat duty: 2,541,665 BTU/hr

    T: 20F

    (Despejamos A)

    Donde U=

    ; h1=7500 y h2= 600 (W/m2C)

    U= 1/(1/7500) + (1/600)U=555.555556 W/m C = 97.838 BTU/hr ft F

    Por lo tanto, tenemos que:

    ()

    A = 1298.91ft2

    A continuacin con la ayuda del mtodo de GUTHRIE vamos a calcular el costo de nuestro

    Reboiler-E-202 (Tablas Jimnez)

    Factor de modulo = 3.39

    Fd = 1.35

    Fm = 1.78

    Fp = 0

    Costo base = $10,885

    Cfob = Cb (Fd + Fp) * Fm

    Cfob = $10,885 ( 1.35+0)*1.78

    Cfob = $41,292

    Cmd = Cb * factor de modulo

    Cmd = ($10,885)(3.39) = $36,900

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    Cmda = $36,900+ (Cfob - Cb)

    Cmda = $36,900+ ($41,292- $10,885)

    Cmda = $67,307

    Ahora hacemos un ajuste de tiempo (1968 al 2012)

    Cmda = $67,307 ( )

    Cmda = $67,307 ()

    Cmda = $359,153.20

    CE-206 =1.15(Cmda)

    CE-206 =1.15($359,153.20)

    CE-206 =$413,026.18

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    T-203 (columna)

    Teniendo un nmero de platos reales de 10 y se tomara un espaciamiento de 2ft. La altura

    de la columna se determinara de la siguiente manera:

    H = (#platos)(espaciamiento) = 10*2ft = 20ft

    Para calcular el dimetro de la columna se realizaran los clculos mediante Aspen Plus

    User Interface dndonos

    D = 2.6720ft

    Costos del recipiente:

    Cb = $4,000

    Consideramos que el recipiente tiene un material de recubrimiento de acero inoxidable 316

    (slido):

    Fm = 3.16 y Fp = 1.0

    Cfob = Cb*Fm*Fp $4,000*3.16*1.0

    Cfob = $ 14,680

    Factor de mdulo: 4.34 recipientes verticales

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb) 4.34*$ 14,680

    Cmd = $ 17,360

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $ 17,360+ ($14,680-$4,000)

    Cmda = $28,040

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

    Cmda = $28,040*(I2012/I1968) $28,040*(606.7/113.7)

    Cmda = $149,620

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $149,620.65*1.15

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    C = $172,063.75

    Costo de los platos:

    Costo base de cada plato:

    Cb = $400

    Costo de los platos considerando un espaciado de 24in, plato tipo sieve y mateial Acero

    inoxidable:

    Fs = 1.0 Ft = 0.0 Fm = 1.7

    Cfob = Cb(Fs+Ft+Fm) $400(1.0+0.0+1.7)

    Cfob = $1,080.00

    Factor de modulo: 4.24

    Cmd = (Factor de mdulo)*(Cb) =4.34*$400

    Cmd = $1,7360

    Cmda = Cmd + (Cfob-Cb) $1,736+ ($1,080.00-$400)

    Cmda = $2,416.00

    Se realizara la estimacin para el ao 2012 por lo cual se ajustara a ese ao:

    Para 1968: 113.7

    Para 2012: 606.7

    Cmda = $2,416.00*(I2012/I1968) $2,416.00*(606.7/113.7)

    Cmda = $12,903.06

    Aadiendo 15% de contingencias se obtiene:

    C = Cmda*1.15 $12,903.06*1.15

    C = $14,838.51

    CT-203 = $14,838.51 + $172,063.75

    CT-203 = $186,902.26

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    Costo de servicios:

    Para la torre T-201

    Rehervidor

    15135867.6 /16,532.89 /

    915.5 /

    0.6$16, 532.89 9.919$ /

    1000

    $9.919 8500 84, 317$ /

    Q m

    Q BTU hr m lb hr

    BTU lb

    lbhr

    hr lb

    hrao

    hr ao

    Condensador

    13184717 /1513.93 /

    8708.9 /

    0.1$1513.93 0.1513$ /

    1000

    $0.1513 8500 1286$ /

    Q mQ BTU hr

    m gal hr BTU gal

    galhr

    hr gal

    hrao

    hr ao

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    Para la torre T-202

    Rehervidor

    25714718.1 /28,088 /

    915.5 /

    0.6$28, 088 16.85$ /

    1000

    $16.85 8500 143, 249$ /

    Q m

    Q BTU hr m lb hr

    BTU lb

    lbhr

    hr lb

    hrao

    hr ao

    Condensador

    25758845 /

    2957.76 /8708.9 /

    0.1$2957.76 0.2957$ /

    1000

    $0.2957 8500 2514$ /

    Q m

    Q BTU hr

    m gal hr BTU gal

    galhr

    hr gal

    hrao

    hr ao

  • 7/30/2019 diseo y simulacion proyecto final

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    Para la torre T-203

    Rehervidor

    2541654.88 /2776.24 /

    915.5 /

    0.6$2776.24 1.66$ /

    1000

    $1.66 8500 14,158$ /

    Q m

    Q BTU hr m lb hr

    BTU lb

    lbhr

    hr lb

    hrao

    hr ao

    Condensador

    2857190.9 /

    328.07 /8708.9 /

    0.1$328.07 0.0328$ /

    1000

    $0.0328 8500 278$ /

    Q m

    Q BTU hr

    m gal hr BTU gal

    galhr

    hr gal

    hrao

    hr ao

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    Diagrama de flujo:

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    MTBE en gasolinasHay tres clases de octanajes:

    Research Octane Number (RON) - Octanaje medido en el laboratorio.Motor Octane Number (MON) - Octanaje probado en un motor esttico.Road ON - Octanaje probado en la carretera.Una vez analizadas las propiedades del MTBE, se valorar su influencia en elcomportamiento de la gasolina.El MTBE eleva el octanaje de la mezcla con gasolina segn las propiedades de la gasolinabase llevando a valores del RON de entre 115 y 135 y valores para el MON de entre 98 y110. Dicha elevacin del ndice de octano es mayor cuanto menor es el nmero de octanode la gasolina inicial, mayor el contenido de saturados en la misma y mayor es laconcentracin de MTBE. Se permite una concentracin de hasta un 15% de MTBE.

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    Adems de incrementar el ndice de octano en las gasolinas, el MTBE tiene numerososefectos tcnicos en el motor.La moderada solubilidad del MTBE en agua por lo que no aparecen problemas detolerancia con sta. Por otro lado, cabe sealar la alta solubilidad en hidrocarburos sin laformacin de azetropos.

    La adicin de MTBE a la gasolina no afecta a su temperatura de cristalizacin ni a laformacin de hielo, incluso evita la congelacin de algunos componentes de la gasolina.Puesto que el punto de ebullicin del MTBE es de 55,3 C, temperatura equiparable a la delas fracciones ms ligeras de las gasolinas, el MTBE eleva la cantidad de antidetonante dela fraccin de la gasolina que destila por debajo de 100 C, por lo que se ve facilitado elfuncionamiento del motor cuando ste se est calentando.Debido a su bajo punto de ebullicin, se produce un incremento de la volatilidad de lagasolina a baja temperatura. Dicho aumento evita problemas de congelacin en elcarburador, mejora el encendido del motor y su funcionamiento en las fases de aceleracin,tanto en fro como en caliente.En cuanto a los sistemas actuales de distribucin de los automviles, no se ven modificadospor dicha adicin, adems de presentar el MTBE compatibilidad con los aceites lubricantescomerciales.En cuanto al medioambiente y seguridad, ya se han sealado las numerosas ventajas dedicho producto frente a los compuestos de plomo. Un breve resumen sera:

    Desde 1992 se usa el MTBE en gasolina en muchos pases para cumplir con lasespecificaciones medioambientales que requieren que aditivos oxigenados sean aadidos ala gasolina para reducir la emisin de CO.

    Permite el uso de catalizadores en el tubo de escape que reduzcan las emisiones deinquemados.

    Se elimina la emisin de plomo a la atmsfera, evitando los graves problemas de salud ymedioambientales que stas ocasionan.Presenta estabilidad frente a la oxidacin y formacin de polmeros.En contraposicin, el MTBE es un alto contaminante para aguas subterrneas y tardas msTiempo en degradarse que otros componentes de la gasolina.

    Produccin de MTBELa primera planta de produccin mundial de MTBE se construy en Rabenna (Italia) por laempresa ENI (hoy da ENICHem). La puesta en marcha tuvo lugar en septiembre de 1973.Repsol-YPF produce MTBE en La Corua (40000 t/ao), Puertollano (60000t/ao),Tarragona (120000 t/ao). Petronor tambin produce MTBE en Somorrostro (60000 t/ao).

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    Produccin actual de MTBE en Europa

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    BIBLIOGRAFIA:-Snchez Daza O., et al. Diseo de procesos de destilacin reactiva en equilibrio:produccin de MTBE y Metil-Acetato, Revista Mexicana de Ingeniera Qumica,noviembre, ao/vol. 5, nmero Su1, Universidad Autnoma Metropolitana Iztapalapa, Distrito Federal, Mxico, pp. 115-120. 2006.

    -Baus Christine,et al. MTBE in Drinking Water Production _Occurrence andEfficiency of Treatment Technologies,Acta hydrochim. hydrobiol. 33 2, 118132.2005.-E.Quiroga Mnica ,et al.Alternative Catalysts for MTBE production ,Instituto deinvestigaciones en Catlisis y PetroquimicaINCAPE (FIQ,UNL-CONICET),1997.Quiroga,-Sundmancher Kai ,et al.Multiple reactions in catalytic distillation processes for theproduction of the fuel oxygenates MTBE and TAME: Analysis by rigorous modeland experimental validation,Chemical Engineering Science 54 (1999) 2839-2847.

    -Espinosa Rodrguez Tulia, Tesis: Diseo de la seccin de purificacin de una plantade produccin de MTBE, Universidad Politcnica de Cartagena (Escuela Tcnica Superior deIngeniera Industrial).

    JUSTIFICACION:

    Los precios de venta del MTBE (para el ao 2012) son los siguientes:

    MTBE gal 4.1327Isobutileno lb 0.3536

    Metanol gal 2.79565Glycerol lb 1.38125

    Conclusin:

    Logramos los objetivos de este trabajo los cuales eran:

    - Disear y optimizar un proceso para la produccin de MTBE a partir de Isobutileno y metanol.

    - Obtener una pureza del MTBE alta.

    - Un costo de produccin bajo.

    Por lo anterior concluimos que el diseo es factible.