-sesion1 procesos

8/17/2019 -sesion1 procesos

1/54

Asignatura : PROCESOS INDUSTRiALES I

Sesión Nº3 : INTRODUCCION A LOS PROCESOSINDUSTRIALES

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIAINDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERIA


2/54

1.Objetivos

2. Introducción

2.1 Introducción Procesos

Industriales

2.2 Procesos Químicos y Físicos

2.3 Representación de los Procesos

3.alance de !ateria

". #jercicios $plicativos

".1. %onclusiones

PRO%#&O&I'()&*RI$+#&


3/54

Api!ar "s pr"!e#i$ient"s %&si!"s para

esta%e!er a se!uen!ia #e as "pera!i"nes en

"s pr"!es"s 'u($i!"s In#ustriaes)

C"n"!er "s #i*erentes tip"s #e Pr"!es"s

'u($i!"s + su api!a!ión a ni,e in#ustria)

O%-eti,"s


4/54

El docente plantea una situación que despierta el interés

del estudiante a través de las siguientes preguntas :

Mu-eres:

.D(ga$e U#) a re!eta para preparar unarr"/ !"n p""0

1ar"nes:.Etapas para "%tener a i!en!ia #e !"n#u!ir0)

!otivación


5/54

Se e$pie/a a i#enti*i!ar " 'ue es un Pr"!es" +!uaes s"n sus etapas2 $e#iante ainterr"gante:

.A$%"s !as"s ser&n pr"!es"s02

.La se!uen!ia #e est"s pr"!es"s ser&n

etapas)

Interacción


6/54

L"s pr"!es"s 'u($i!"s s"n una ra$a #e

"s a$a#"s pr"!es"s in#ustriaes2 'ue s"n

e !"n-unt" #e trans*"r$a!i"nes 'u($i!as+ *(si!as #estina#as a generar un pr"#u!t"

*ina)

Intr"#u!!ión


7/54

Es a serie #e pas"s 'ue se e,an a

!a%" para "%tener e pr"#u!t" #esea#".

Pr"!es"s

TANUE DESALMUERA

Agua #e $ar

F1 F3

Sa$uera4#es5e!5"6

Agua pura

F2

Materias Pri$as Pr"#u!t"s

Energ(aata !ai#a#

Energ(aresi#ua


8/54

PROCESOS INDUSTRIALES

Es un !"n-unt" #e "pera!i"nes + pr"!es"s

unitari"s 'ue e "!urren a a $ateria para ser

trans*"r$a#a en un pr"#u!t" *ina) E-) In#ustria

Te7ti


9/54

Fa%ri!a!ión #e ai$ent"s)

Puri*i!a!ión #e $etaes)Puri*i!a!ión + trata$ient" #e aguas)

Ea%"ra!ión #e $e#i!a$ent"s)

Ea%"ra!ión #e p&sti!"s)

In#ustria Te7ti

In#ustria #e pr"!esa$ient" #e Pupa #e pape2et!)


10/54

Panta #e Pr"!esa$ient" #e 8e%i#as


11/54

PRO%#&O Q)I!I%O

Su!esión "r#ena#a #e "pera!i"nes *(si!as +9" 'u($i!as

!"n "s 'ue se trans*"r$an unas sustan!ias en "tras a

es!aa in#ustria)

En "s pr"!es"s u($i!"s se #an Opera!i"nes +

Pr"!es"s Unitari"s)


12/54

ESUEMA SIMPLIFICADO DE UN PROCESOUMICO

!ateriasPrimas

Prep. !ateriasPrimas

$condicionamientode !aterias Primas

*rans,ormaciónQuímica

Se&eparaci-n

Recirculación

R.Química

Preparaciónde Producto

$condicionamiento de losproductos

Productos

Puri/cación0

&ubproductos


13/54

Las Opera!i"nes Unitarias Son fenómenos físicoscaracterísticos que le ocurren a la materia en un proceso industrial, Ej:

Destilaciòn,ltraciòn , transferencia de calor, ujo de uìdos , etc.

L"s Pr"!es"s Unitari"s: Los cambios uímicos que ocurren

en el reactor o reacciones químicas como oidación, nitración,

polimeri!ación, reducción, estericación, etc., se conocen con elnom"re de Procesos )nitarios.


14/54

Diagra$a generai/a#" #e un pr"!es"


15/54

Trata$ient"s Pre,i"s (Materias Pri$as )

Pr"!es"s #e Rea!!ión 4Pue#e n" e7istir )

Trata$ient" P"steri"res 4Pr"#u!t"s #erea!!ión6

Etapas #e "s pr"!es"s u($i!"s


16/54

#tapas de los procesos Químicos

Ses

#E#E#E$%%&'(R#$%%IO'

4Opera!i"nes8&si!as6

Trata$ient"Pre,i"

A!"n#i!i"na$ient"

MateriasPri$as

Ser,i!i"s Au7iiares

4Opera!i"nes8&si!as6

A!"n#i!i"na$ient"P"st;trata$ient"

e*uentes

Pr"#u!t

Materia<

Energ(a

E*uentes

su%pr"#u!t"s Re!ir!ua!ión


17/54

• Identifique en "pera!i"nes o pr"!es"s los siguientestérminos:

A)Filtración. …………………..

)Acidulación………………….

!)"isolución…………………..

")#eutrali$ación. ……………

E)"ecantación. ……………….

F)%recipitación. ………………

&)Evaporación. ……………….

')ulfidración. ……………….

I)aponificación……………….

$plicación


18/54

Diagra$as #e Pr"!es"s:

;on las representaciones grficas de los procesos

.

; Forman parte de la documentación del proceso.

; 'erramientas de gran utilidad en la comprensión* clculos de los procesos)

; Distint"s ni,ees #e #etae + punt" #e ,ista:

Representa!ión #e Pr"!es"s


19/54

Diagramas de flujo con bloques

Diagramas de flujo con símbolos ( PFD Process

Flow Diagrams)

Diagrama de Balance de Servicios Industriales

(DSI Diagrama de Tubería e instrumentos( DTI )

Diagrama de Sistemas de fluentes (DS)

Plano de Planta (Plot Plan)

!tros diagramas " Planta# Isom$tricos# de detalle

%onstructivos# etc&


20/54

F"r$a#"s e7!usi,a$ente p"r !"rrientes +%"'ues

C"rrientes : L(neas #e *u-" entre %"'ues ) o l+neas de

,ater+a )

Sueen $ar!ar su #ire!!ión #e *u-" e irn"$%ra#as " nu$era#as

Diagra$as #e %"'ues


21/54

Diagra$a #e 8"'ue

*rans,ormaciónQuímica

Se !"ne!tan $e#iante *e!5as para in#i!ar a #ire!!ión #e *u-" #eas se=aes


22/54

• Per$ite !"$pren#er a !ir!ua!ión genera 4entradas- orden de fluo - recirculaciones-,*passes- me$cla - salidas- etc.).

• A#e!ua#"s para "s %aan!es #e $ateria +energ(a

• Pue#en ir a!"$pa=as #e a #es!rip!ión de lasvaria,les de proceso.

8"'ues


23/54

S($%""s usa#"s para representarE'uip"s


24/54

Diagra$a #e 8"'ues


25/54

!$*#RI$ PRI!$

*R$*. PR#IO!$*#RI$ PRI!$

PRO%#&O*#4I(O

#*$P$ (# 5$O'$(O

&)$I6$(O

$%$$(O&

$%$$(O *#+$ $I#R*$ 7*))+$R

$%$$(O 8I+OP$R$FI'$(O

$R#$ (#*#5#()RI$

#'5)$9)#&

$R#$ (# %O&*)R$


26/54

Diagra$a #e Es'ue$&ti!"


27/54

/a*or detalle que los de ,loques - especialmente

en los equipos. "ocumento gr0fico de referencia para la descripción del

proceso. !ontiene todos los equipos individuales salvo los menos

importantes

N" sueen in!uir:Servicios de circuitos auxiliares

Instrumentación ni lazos de control

Diagra$as #e Fu-"


28/54

#omenclatura precisa no estandari$ada para

equipos * conducciones.

anderas con valores de algunas varia,les

importantes

El diagrama de fluo a*uda al anlisis a

comprender el sistema de información de acuerdo

con las operaciones de procedimientos incluidos-


29/54


30/54

DI''*' D T+B,' I-ST+*-T!S (DTI )

El siguiente nivel de detalle es el proceso * el Instru$ent" "iagrama- o % 1 I". Aqu+- podemos ver el proceso de evaporación de todo el compresor como unidad.

Eemplo: En el diagrama por instrumentos podemos apreciar los 2ransmisores de

temperatura * sus respectivos registradores.


31/54

Diagramas de InstrumentaciónLos diagramas con símbolos de los equipos, se pueden combinar con símbolos de

temperatura, presión, válvula controladora de nivel, etc. son útiles para determinar los

requerimientos de medidas de control y la instrumentación en una planta.

*+lula de%ontrol

-om"a%entrífua /e!clador con

$itación,%ompresor


32/54

Los procesos se clasican se0n el tipo de material queprocesan en:En sistema de uidos, en los cuales se manejan de maneralo"al ases, líquidos 1 en ocasiones sólidos uidi!ados.

CLASIFICACION DE LOS PROCESOS UIMICOSINDUSTRIALES

Se pueden considerar las siuientes

industrias:


33/54


34/54


35/54


36/54

%rotección am,iental.%ada a2o, la protección del am"iente requiere m+s atenciónpor parte de los inenieros. Los factores am"ientales afectan a

toda la industria química 1 a los neocios en eneral. Losastos comunes e importantes para el control de lacontaminación en el mundo reejan la interención de loso"iernos mediante le1es estrictas. Estas son aplicadas por lasaencias de protección am"iental.


37/54

8ALANCE DE MATERIA

% id i l bl d


38/54

%onsideraciones .ara resolver .roblemas de!.eraciones / Procesos +nitarios

3a solución de casi cualquier pro,lema que involucre una "pera!ión o un

pr"!es" unitari" inclu*e los siguientes pasos:

4. 5eali$ar el %aan!e #e $ateria para calcular las masas de reactivos *

productos.

>) 5eali$ar el %aan!e #e energ(a para encontrar todas las interacciones

energéticas del proceso- fundamentalmente calor * tra,ao. Algunas veces es

necesario resolver los ,alances de materia * energ+a de manera com,inada.

6. !alcular las velocidades de reacción * de transferencia de masa- de lo cual

se ocupan la !in?ti!a 'u($i!a * los *enó$en"s #e transp"rte.


39/54

7n ,alance de materiales no es ms que unaconta,ili$ación de material- donde e8isten fluos de entrada

* salida.

8aan!e #e Materia

l é d l l


40/54

2:;<

3: =< >:;<

3.9"efinir el sistema. "i,uar un diagrama de proceso.

.9 !olocar en el diagrama los datos disponi,les. 6.9 ;,servar cuales son las composiciones que se conocen- o que

pueden calcularse fcilmente para cada corriente.


41/54

SISTEMAe refiere tam,ién a cualquier porción ar,itraria o a la

totalidad de un proceso esta,lecida para su anlisis.

Fr"ntera #e siste$a: e circunscri,e formalmentealrededor del proceso mismo. %uede ser una l+nea fia o

imaginaria .

Siste$a a%iert" 4!"ntinu"6: Es aquel en que setransfiere material por la frontera del sistema> esto es-

entra * sale del sistema. Siste$a !erra#" 4p"r "tes6: no ?a* transferencia de

material fuera de la frontera.


42/54

SISTEMA


43/54

Rea!t"r 'u($i!"


44/54

0e/ de conservaci1n de la materia

$ ? #+& @ &+& A 9 & B %&

A: A!u$ua!ión #entr" #e siste$aELS: Entra#as p"r "s i$ites #e siste$aSLS : Sai#as p"r "s i$ites #e siste$aGS : Genera!ión #entr" #e siste$a

CS : C"nsu$" #entr" #e siste$a

Si n" 5a+ genera!ión " !"nsu$" #e $ateria #entr"#e siste$a

A!u$ua!ión @ Entra#as Sai#as


45/54

Si n" e7iste a!u$ua!ión " !"nsu$" #e $ateria #entr" #e

siste$a2 se #i!e 'ue esta$"s en esta#" esta!i"nari" "

uni*"r$e)

#ntradas ? &alidas

Siste$a Esta!i"nari"


46/54

l m$todo general .ara resolverbalances de masa

4. "efinir el sistema. "i,uar un diagrama de proceso.

. !olocar en el diagrama los datos disponi,les.

6. ;,servar cuales son las composiciones que se conocen- o que pueden calcularse

fcilmente para cada corriente.


47/54

Api!a!ión #e 8aan!e #e Materia

ENTRADAS SALIDAS

A B < B g


48/54

Problema aplicativo

Si un itr" #e a!"5" et(i!" se $e/!a #" L #eagua2 .Cuant"s g #e s"u!ión resutan0 .Cu&nt"sitr"s0

Las #ensi#a#es #e a!"5" + e agua a >BC s"n

B)H + B) g9!$32 respe!ti,a$ente)


49/54

APLICACIÓN:

La alimentación de una columna de destilación contiene 20% en peso de etano, 40%

de metano y 40% de propano. l !lu"o de alimentación es #000$g&, y el producto de

cabe'a contiene ()% de metano, #2% de etano y *% de propano. +na corriente

lateral cuya composición es #)% de metano, *)% de etano y )0% de propano, se

retira a ra'ón de *00 $g. &. -alcular

a l peso de las colas y su composición

b /eali'ar el análisis de los grados de libertad.Solución.-

1. Diagrama de flujo.


50/54

NI N!" N#! NC! N$ %L

#2 * 2 1 0 #

&. "ase de c'lculo #000 $g. de alimentación 3, o una # &ora de operación.

(. An'lisis de los grados de li)ertad.

l problema esta subespeci!icado, por lo tanto para la resolución del problema se &a

de asumir un dato puede ser un !lu"o o una composición, considerando que el

producto de cabe'a sea 5 400 $g. &

*. "alance glo)al +masa,. 3 5 6 L 6/, reempla'ando valores

#000 5 400 6 *00 6 /

/ 5 *00 7g. &

R

H C

L

H C

D

H C

F

H C mmmm

12121212

++=

. "alance de comonentes. ).# 8alance de -

29

1

0.2 #000 5 0.#2 400 6 0.*) *00 6 y *00

y 5 0.#)11 % -29

1 en / 5 #).11 %


51/54

R

CH

L

CH

D

CH

F

H C mmmm

4412 4 ++=

.& "alance de C/*

0.4 #000 5 0.() 400 6 0.#) *0 6 : *00

.( La fracción en eso de C(/0 en $ ser':

' 5# : ;y 5#0.0) 0.#)11 5 0.


52/54

Intera!!ión !"n e au$na#"

a) .Cu& es e siste$a0

%) .Cuaes s"n "s rea!tantes 0

!) .E7iste una rea!!ión " una

#is"u!ión0

#) .C"$" se api!a a !"nser,a!ión

#e a $ateria0

A- t ?t # # t t


53/54

=6

A-ustar2 p"r e $?t"#" #e tante"2 assiguientes E!ua!i"nes u($i!as

a) !6' (g) B ; (g) C !; (g) B '; (g)


54/54

/4%5$S

6#$%&$S

-sesion1 procesos

Documents

Transcript of -sesion1 procesos