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[Jose417]

Buenos dias mi nombre es Jose Luis, soy de nacionalidad Peruana, Bachiller de Ingenieria Quimica, y mi consulta es la siguiente: Actualmente vengo desarrollando un diseno de una planta de Isomerizacion como titulo de tema de Tesis para optar el Grado de Ingeniero y mis calculos desarrollados me dan condiciones de dudas en el diseno de algunos equipos:
1.- En una torre de destilacion, el area de transferencia del calderin o reherbidor me da valores menos de 10 m2, con ello para hacer los analisis de evaluacion economica el las graficas de costos/ area ($/m2) del libro "Analisys, sintesys and desing of chemical processes" autor: Richard Turton, el rango para calcular el costo esta entre 10 a 1000 (Para intercambiadores Termosifones - shell and Tube) y de 10 a 100 (para Kettle rebolier), entonces los intercambiadores que puedo usar son los de Doble Tubo ya que abarcan areas de 1 a 10 m2, PREGUNTA: Es correcto enla vida real utilizar este tipo de intercambiador(Doble Tubo) como calderin o reherbidor. Si no es posible que puedo hacer para evaluar el costo???

2.- En cuanto a las Bombas sus potencias de eje (Ws) me arrogan menores a 1 Kw (0.55 y 0.25 Kw), en las graficas del libro "Analisys, sintesys and desing of chemical processes" autor: Richard Turton, para bombas centrifugas ingreso con valores Ws de 1 a 300 Kw, mi Fluido de proceso es Nafta(Pentanos y hexanos)con 0.26 cP de viscosidad y 53.12 gpm de caudal,PREGUNTA: Tengo que poner Bombas Reciprocantes para bombear este Fluido de 1.01 bar a 2.06 bar ya que en la graficas del libro para la evaluacion de su costo abarcan de 0.1 a 200 Kw, Que puedo hacer? sobredimensiono el equipo llevando los valores de 0.55 y 0.25Kw a 1Kw, para poder estar en el rango de la bomba centrifuga en su evaluacion del costo o de todos modos utilizo las bombas reciprocantes, si importar su precio ya que cuesta mas caro que las bombas centrifugas.

3.- Con respecto al vapor, para los calderines o reherbidores, estoy utilizando tres tipos de de vapores de saturacion ( 10 Bar, 5,5 bar y 1.3 bar) con la finalidad de que el area del calderin me salga mayor a 10 m2 y asi pueda entrar a las graficas. Antes utilice solo un tipo de vapor el de 10bar y aqui es donde entro en duda por las areas de salen menores a 10 m2 y la bibliografia dice que se debe utilizar intercambiadores de doble Tubo ( Referente al item 1). PREGUNTA: "Si hago este artificio llamemolo asi", tendria que colocar 3 calderas para mi planta ya que tengo 3 tipo de vapores saturados para los calderines o una sola caldera me puede abastecer??

Eso seria todo por ahora. Adjuntare el archivo Excel de mis calculos, estoy utiliazndo iun simulador llamado chemcad para mi simulacion.

Atte
Jose Luis
Gracias

Una Pregunta mas: He utilizado agua para enfriamiento de 30oC y estoy asumiendo que salen de los intercambiadores a 45oC, es correcto esto hacer o tengo que poner un Tsalida optimo del agua, o tengo que colocarlo a 37 oC. se sabe que esto afectaria a mi area de tranferencia directamente proporcional.

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•  Diseno de Columnas.xlsx   107.2KB   140 downloads

[Zauberberg]

Jose,

Your post seems to be very detailed and comprehensive, and I would like to help you but I do not posses the knowledge of Spanish language (apart from a few words that I was taught by Art Montemayor in this very forum ). If you can translate your workbook into English I am sure we can be of more help - although that could be a quite an effort for you since the file is substantially big.

Best regards,

[Art Montemayor]

Jose Luis:

Según entiendo tu informe, nos indicas que has hecho los cálculos para tu proyecto fin de carrera y te encuentras haciendo el estimado de costo de capital para el mismo. Presentas tres preguntas con respeto al estimado de capital y otra que tiene que ver con un enfriador a base de agua. Empleas ChemCad para tu simulación y adjuntas un workbook de Excel con algunos cálculos.

Antes de todo, quiero que sepas que para este caso, no voy a estudiar o revisar tus cálculos. A estas alturas tengo que suponer que sabes como hacerlos y emplear correctamente todo lo que seguramente te han enseñado y explicado en universidad. Sin embargo, hago nota que me parece que ocurre algo extraño: o tus profesores no han tomado el tiempo para explicarte el porque y como se aplica un relación de coste de equipo contra capacidad, o tu no has puesto la debida atención a sus explicaciones. Permíteme explicarte algo plenamente básico y que se debe recalcar a todo estudiante de ingeniería quimica:

Los diagramas y curvas de costes que se encuentran en la literatura – y mayormente los que están dentro los libros de ingeniería – son simplemente APROXIMACIONES (y a veces adivinazas) de lo que son costes actuales en la vida real. Ningún ingeniero trabajando en un proyecto en la vida real se le va ocurrir de emplear esta forma de estimar un coste de capital. Por sentido común se sabe que cualquier que sea el libro o literatura, para el momento que se lee, ya habrán pasado meses y años desde cuando se consiguieron los datos. Y no importa el factor de tiempo que se emplee; los resultados siguen siendo simplemente aproximaciones con mayor incertidumbre. Estos hechos deberían ser bien explicados por parte de cualquier profesor de ingeniería química. La verdad de la mermelada es que este tipo de estimación se presenta en universidad simplemente por el hecho que se necesita una base para prepara algunos costes (sin importancia a certeza) para los proyectos fin de carrera – y nada mas. Esto lo aclaro con 50 años de trabajo como ingeniero químico en proyectos. Aquí quiero expresar un consejo a todo estudiante de ingeniería: la ingeniería es la practica de emplear EL INGENIO; cuando se presenta un problema, siempre busca una solución simple, practica, y directa. Si se quiere saber el coste de un recipiente a presión y no sabes como conseguir un coste para emplear en tu estimado de capital, pues usa el coco. Simplemente visita un taller de fabricación y pregunta cuanto cuesta fabricar un recipiente a presión, expresando el estimado en $Soles/kilo de peso. Esta es la forma como un taller hace sus estimaciones. Ya que tú sabes el peso estimado de tu recipiente, automáticamente puedes conseguir un precio de estimación que esta al día, en tu moneda, en tu pais, y esta entre los más correctos. Eso es el método que emplee cuando diseñé y monte varias plantas en Lima y el Perú en los años 1963-1967 y eso seria lo que haría hoy día.

Algo que no presentas son tus hojas de datos (“data sheets”) – ítems de mayor importancia en un proyecto de diseñó y que son vitales para formar un estimado. En el pasado he contribuido un workbook de Excel lleno de data sheets típicas que se pueden emplear fácilmente. Si lo buscas empleando la maquina SEARCH, lo encuentras. A lo contrario, dímelo y lo ofrezco en este hilo.

Ahora me dirijo a tus puntos:

1. Una rehervidora, aunque sea de solo 10 m² de superficie, jamás se diseña de tipo de doble tubo. Aquí tienes que emplear tu sentido común – nuevamente. Deberías preguntarte lo básico: que es la función de una rehervidora? Esto sigue lo básico de un proyecto de diseño – ¡no se puede diseñar, si es que uno no sabe lo que debe diseñarse! Sabiendo que básicamente una rehervidora sirve para generar vapores, quiero que te preguntes lo básico: como demonios se va configurar un intercambiador de “doble tubo” para generar vapores – ¿y con su cámara de desprendimiento de los vapores? Vas encontrar que no es practico y por esa razón se aplica una configuración de termosifón o de hervidora (kettle reboiler). Nuevamente, te sugiero que calcules el estimado peso de la hervidora y su haz de tubos y apliques un coste unitario, conseguido de la industria Peruana. Ningún respetado profesor de ingeniería química va a rehusar aceptar tal estimación. Y si no lo acepta, entonces insiste que te provee una curva de costes que es aplicable.

2. Bombas. Aquí tengo que nuevamente recalcar lo importante de data sheets. No nos das los datos esenciales. (¡Ojala no vayas a cometer este error en tu presentación!) Es vital saber estos datos. Por ejemplo: si sabes que la capacidad es para un presión diferencial relativamente baja, entonces sabras que tratamos con una bomba centrifuga – y jamás una bomba reciprocante. Si no tienes una curva de costo para tal capacidad y presión, entonces se selecciona una bomba centrifuga mayor en capacidad y se le aplica un factor de reducción. Claro que esto se explica en la presentación de estimación de costes.

3. Presión de vapor. Si es que tienes una aplicación en la cual se emplean varios niveles de presión de vapor (10 Bar, 5,5 bar y 1.3 bar) no entiendo que seria el problema. En la vida real simplemente empleamos un caldero que produce los 10 bars (y mas) y luego empleamos válvulas de control (reguladores de vapor) para reducir la presión a la requerida donde y cuando se necesita. Entonces necesitamos solo un caldero. Solucion simple, practica, y directa.

La Pregunta adicional: faltas de decirnos que tipo de agua de enfriamiento que estas empleando. (¡Otra vez, los malditos data sheets!) Sin saber la calidad o el tipo de agua de enfriamiento, es prácticamente imposible adivinar que es la temperatura máxima que debe salir del enfriador. Si estuvieras empleando agua de pozo en Lima o sus balnearios (como lo hice en el 1963) entonces no pudieras emplear una agua de salida mayor de los 45 ^oC debido a todo el caliche que se podía formar (“fouling”). Como no nos das todos los datos, no podemos dar más comentario. Por otro lado, la temperatura de salida no “afectaría a mi área de trasferencia directamente proporcional”. Esto es un punto importantísimo para cualquier que sabe su trasferencia de calor. Es la LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference) que es directamente proporcional - y no la temperatura.

Punto adicional: solo he dado un vistazo a tu workbook, pero noto que empleas varias ecuaciones sin dar la fuente o referencia de las mismas. Esto es un grave error en cualquier presentación de Fin de Carrera. No se puede saber si la lógica o la ingeniería son sanas y apropiadas para el problema si no se sabe de donde se consiguen las relaciones matemáticas. Por ejemplo, en tu cálculo de diámetro de la torre, tu empleas una ecuación sin referencia. Además, ni identificas QUE TIPO de torre empleas – ¿rellena o con platos? (¡Otra vez, los malditos data sheets!) Si empleas cámaras rellenas, se emplea una relación; si empleas platos, se emplea la ecuación de Brown-Souders. ¿Que es lo que estas empleando? Esta pregunta básica se tiene que responder a través de toda tu presentación; si no, el jurado de profesores te va crucificar – como lo deben de hacer, si es el caso. Mejor que lo sepas ahora, antes de hacer tu presentación, en vez de darte cuenta después cuando ya sea muy tarde.

Espero que esta consulta te ayude y que tengas un exito en tu presentacion.

[Jose417]

Q Tal Nuevamente.
Gracias Mr. Art Montemayor, por las explicaciones dadas, si para mencionarle que el archivo Excel es mi "BORRADOR" (NO la presentacion en SI), este archivo esta para modificaciones, aclaro. Bueno con respecto a lo que me menciona “data sheets”, si no tengo ala mano su moldelo que ud. posee, me seria de mucha ayuda si lo colocaracia en este hilo, para verlo y enviarselo con las caracteristicas de mis equipos qque estoy utilizando.
Le menciono tambien que la Planta en diseno es una Isomerizadora, que se piensa instalar en la localidad de Pucallpa - Ucayali Peru, donde el clima es muy caluroso. Esto conla intencion que se de cuenta del iten de agua de enfriamiento, es mi agua captada del rio ucayali, que pasara a un decantador y de alli a un sistema de tratamiento de agua para utilizacion como agua industrial en calderos,intercambaidores, preparacion de quimicos,etc. y la temperatura de salida en un principio lo tome como 45 oC. PREGUNTA: que me suguieres?? Ingresa a 30 y sale a 37 oC? O lo dejo a 45?.
Con respecto al vapor tenia entendido usar las valvulas de regulacion de vapor, una caldera de produccion de vapor a 10 bar y me mediante un manifold distribuir a mis unidades.Bien claro, lo que pasa tenia duda si hubiera caida de presion demasiado al trabajar con tres tipos de presion de vapor, en donde me obligaria a encender otra caldera para compensar esa caida y asi tener mis tres presiones de vapor. Pero si usare una sola caldera. Gracias
Muy buena respuesta con respecto a los reherbidores, consulte con mi profesor de ingeneria quimica y me dijo lo mismo que vos: NO usar Intercambiadores de Doble Tubo, Usare Termosifones verticales de circulacion directa.
La columna que estoy empleando es la de Platos por ende estoy utilizando la ecuacion de Brown-Souders para el calculo del diametro.
Con respecto a la bombas, se opto por llevarlas a 1Kw No dispongo de una Layout.

Estimado Art Montemayor, con respecto a el material de construccion estoy empleando segun bibliografia, para mi fluido de proceso: Pentanos y hexanos; el material de acero fundido para mis bombas y de acero al carbono para el resto de mis equipos: intercambiador, columna de platos, condensador y rehebidores. PREGUNTA: Es correcto ello???

Para terminar adjuntare el diseno de mi reactor de isomerizacion que empleare. PREGUNTA: Es correcto decir que el volumen de Lecho Fijo de mi reactor es igua al volumen del reactor dividido entre 2.5. He visto trabajos de diseno de Plantas y hacen esta asuncion. Y no entiendo el porque lo hacen. Ud sabra dicho asuncion??? Que de Cierto hay en lo dicho???Gracias
Ahhh otra cosa me es dificil conseguir el costo del catalizador para mis calculos de evaluacion economica como en forma practica lo haria: El catalizador utilizado es Platino sobre alumina clorada.
PREGUNTA: el material de cosntruccion para mi reactor es acero inoxidable debido a que inyecto hidrogeno gaseoso al reactor a 0.0066 Kmol/h a 20 bar y 28 oC(para activar al catalizador) junto con mi carga de nafta para la isomerozacion en el reactor que trabaja a 180 oC y presion de 20 Bar.
PREGUNTA: Es correcto utilizar este material de construccion o siguo utilizando acero al carbono.

Muchas Gracias por sus sugerencias.
Jose Luis

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•  Reactor de Isomerizacion.xlsx   22.57KB   63 downloads

[Art Montemayor]

Jose Luis:

Te pido que, en el futuro, organices tus preguntas en forma que se pueden identificar y contestar.

Me alegro que hayas escogido la ciudad de Pucallpa para tu supuesta instalación. Allí vive mi querida suegra, la Sra. Teodora vda. de Gregorio, y la mayoría de la familia de mi esposa. Conozco bien la ciudad – desde cuando era una pequeña aldea, y estaba en lo que era en aquel entonces, el departamento de Loreto. Y por supuesto conozco bien el Ucayali. Pero como muchos de nosotros, ignoro lo que sea la composición de sus aguas a la altura de Pucallpa. Como resultado, no puedo tener idea de que tipo de tratamiento se requiere para poder emplear esas aguas como alimentación para una caldera o como agua de enfriamiento a un intercambiador tipo TEMA. Pero lo que si haría, si fuera mi proyecto, fuese que tomaría un estimado de la composición de esas aguas y formara la base para mi diseño con eso. Supongo que eso es algo que ya habrás hecho, y por eso sabes el contenido de sólidos (en suspensión y disueltos). Con esta información, se puede decidir lo que necesitas. Si tuviera que adivinar, diría que vas a necesitar un tratamiento (quizás un ablandador) para el caldero y podrás calentar el agua de enfriamiento hasta los 45 ^oC. Pero mejor basarte en factos – como una composición, por lo menos estimada. Eso es lo que haría un ingeniero profesional.

No puedo dar consulta con respeto a los materiales de construcción sin saber las composiciones de los fluidos manejados. Sería absurdo recomendar un material o metal sin saber si estamos tratando un fluido con sulfuro de hidrogeno o otra sustancia semejante como ingrediente. Para un hidrocarburo sin azufre, acido carbónico, u otras sustancias corrosivas, se puede emplear acero al carbono o hierro fundido. Pero tienes que tener una identificación de las composiciones. Esto lo debes se saber desde el comienzo y no entiendo cómo puedes preguntarme tal pregunta sabiendo que yo no sé las composiciones.

No sé donde habrás leído o escuchado “que el volumen de Lecho Fijo de mi reactor es igual al volumen del reactor dividido entre 2.5”, pero lo que si se es que sería un grave error tomar este “rumor” y aplicarlo a un diseño de ingeniería sin tener una referencia o prueba segura que es lo cierto. Te puedo asegurar que la forma más rápida de conseguir que te den de baja y te echen de la presentación de tu proyecto sería si le presentas al jurado la idea de emplear ese método de diseño para un reactor por el simple hecho que has “visto trabajos de diseño de Plantas y hacen esta asunción”. Por favor, no abortes tu carrera en tal forma. Tus cursos de Procesos Unitarios te han enseñado como se calcula la cantidad de catalizador y el volumen de un reactor. Se espera que apliques esos mismos principios y reglas a tu diseño. Otra vez mencionas el coste. El costo del Platino es bien conocido en el mercado mundial. Te aseguo que lo puedes conseguir del Internet o de un joyero en Lima. Y sabes que el costo del Platino es tan mayor al de alumina clorada, que es el coste del Platino que predomina. Con que allí tienes tu coste estimado – empleando el sentido común, como buen ingeniero.

Nuevamente no nos das los datos básicos para formar una idea de que se trata. No se el tipo de reactor ni la forma como va ser fabricado. Supongo que va ser construido de tubos – como un intercambiador, pero no puedo estar seguro. Tambien podía ser un recipiente con lecho fijo. Lo principal es que estas tratando con hidrogeno a presiones medianas. Es posible que pudieras escaparte con acero al carbono – pero con un aleación de cromo o de niquel. Todo depende que es el tipo de reactor y como vas a operarlo. Acero inoxidable seria una opción, quizás, mejor que el acero al carbono. Pero tienes que formar una base bien basada y sobre razones de ingeniería y de factos para poder hacer una presentación seria en frente de profesores de ingeniería. No olvides: VAS A TENER QUE EXPLICAR Y DEFENDER TODA DECISION Y PROPUESTA QUE HACES.

Se espera que tú hagas toda investigación, estudio, y pesquisa necesaria para llegar a tus conclusiones y recomendaciones en tu proyecto – y se supone que estarás listo para defenderlas.

Adjunto te envio copia de un workbook donde encuentras algunos de los data sheets que he formado para usarse en proyectos. Aun no he terminado de revisar y modernizar todos, pero por lo menos son un comienzo y forman un ejemplo para que otros ingenieros – tales como tu – formen los suyos y otros data sheets que se necesiten de vez en cuando.

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•  Art\'s Process Spec Sheets.xls   1.08MB   134 downloads

[Jose417]

Gracias por sus comentarios Mr. Art. Montemayor. Le falto adjuntar los data sheets, para conocimiento de todos. Así tener una idea más clara de lo que falta por realizar.

Gracias.

[Art Montemayor]

Jose Luis:

Disculpa, que en mi apuro para terminar los comentarios, se me olvido agregar el Workbook. Arriba lo encuentras para tu uso.

Buen provecho.

[maribell]

Estimados amigos de la comunidad Cheresourses; haber si me ayudan,estoy realizando un proyecto sobre un sistema de mezcla en linea para preparacion de gasolinas, para el tema de evaluacion de costos tengo datos desactualizados (una propuesta del 2002) quiero saber como puedo evaluar el costo de los equipos mediante indices que me aproximen al valor actual de estos equipos y si tienen informacion sobre este sistema me lo pasan.
Gracias
Saludos Cordiales

[Jose417]

Curvas de indice de costo de Equipos los puedes encontar en el libro: Turton, Richard; “Analysis, Synthesis and Desing of Chemical Processes”, Ed. Prentice Hall, 2^a Edición, U.S.A., 2002.
Busca alli, te indican como hacerlo. Gracias.
Ah tambien debes tener los indices de Costo de CEPCI TE LO PASO para que veas el archivo y te guies. Ok Saludos
Ahh si puedes necesito los valores de precio de gasolina marcador UNL87 y UNL93 si hay proyecciones tambien me lo pasan. ok

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•  CALORES CECPI.xlsx   53.84KB   46 downloads

Edited by Jose417, 27 August 2011 - 01:25 PM.