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Proyecto: Planta de Producción de Ácido Tereftálico
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Índice
1. Marco Teórico y Análisis de Mercado ................................................................. 3
1.1. Información básica del producto ....................................................................... 4
1.2. Estudio de Mercado ......................................................................................... 7
1.2.1. Mercado Internacional ................................................................................... 7
1.2.2. Mercado Nacional ......................................................................................... 9
1.3. Métodos de obtención .................................................................................... 10
1.4. Programa del proyecto ................................................................................... 12
1.5. Diagrama de flujo ........................................................................................... 13
1.6. Condiciones de operación .............................................................................. 13
1.7. Propiedades físicas ........................................................................................ 14
2. Memorias de Cálculo ......................................................................................... 16
2.1. Reactor ........................................................................................................... 16
2.1.1. Volumen ...................................................................................................... 16
2.1.2. Dimensionamiento ....................................................................................... 20
2.1.3. Costo del reactor ......................................................................................... 23
2.1.4. Resumen de corrientes ............................................................................... 23
2.1.5. Calor de reacción ........................................................................................ 25
2.1.6. Chaqueta de enfriamiento, diseño y costo .................................................. 27
2.1.7. Sistema de agitación, diseño y costo .......................................................... 28
2.2. Equipos de proceso ........................................................................................ 30
2.2.1. Tanque de almacenamiento de p-xileno, diseño y costo ............................. 30
2.2.2. Tanque de almacenamiento de ácido acético, diseño y costo .................... 32
2.2.3. Tanque mezclador, diseño y costo .............................................................. 34
2.2.4. Cristalizador, diseño y costo ........................................................................ 38
2.2.5. Tanques de almacenamiento de agua ........................................................ 42
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2.2.6. Filtro, diseño y costo.................................................................................... 43
2.2.7. Secador, diseño y costo .............................................................................. 43
2.2.8. Torre de enfriamiento, diseño y costo ......................................................... 44
2.2.9. Bombas, potencia y costo ........................................................................... 44
2.2.10. Silo de almacenamiento de producto terminado ....................................... 46
2.3. Resumen de equipos...................................................................................... 49
2.4 Diagramas P&I ................................................................................................ 50
3. Análisis Económico ........................................................................................... 53
3.1. Inversión ......................................................................................................... 53
3.2. Costos de producción ..................................................................................... 54
3.2.1. Servicios Auxiliares anuales ........................................................................ 54
3.2.2. Materias primas ........................................................................................... 55
3.2.3. Sueldos ....................................................................................................... 55
3.2.4. Costo total de producción anual .................................................................. 56
3.3. Análisis del Valor Presente Neto .................................................................... 56
4. Conclusiones ..................................................................................................... 56
5. Bibliografía ........................................................................................................ 57
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Parte I. Marco Teórico y Análisis de Mercado
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1.1. Información básica del producto
Producto a elaborar
El ácido Tereftálico es un ácido di carboxílico aromático cuya fórmula molecular es
C8H6O4 y de estructura:
Éste es de gran utilización comercial, puesto que, al ser co-polimerizado con otros
compuestos, forma una gran variedad de polímeros de gran demanda.
Éste producto, también llamado TPA por sus siglas en ingles (Terephtalic Acid) ha
sido sintetizado mediante diferentes procesos a lo largo del tiempo, siendo el más
utilizado en la actualidad, menos riesgoso y más rentable, la oxidación de
p-Xileno.
Constantes físicas del ácido
Tereftálico
LÍQUIDO
Punto de Congelación, °C 427
Punto triple, °C 427
SÓLIDO
Calor de sublimación, KJ/mol 142
Punto de sublimación, °C 404
Calor espécífico, J/kg °K 1202
Densidad a 25 °C, g/L 1510
Calor de combustión, KJ/mol 3223
Calor de formación a 25 °C,
KJ/mol -816
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Ficha de Seguridad del Ácido Tereftálico
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Aplicaciones
Como se mencionó, el TPA es un compuesto muy utilizado en la industria de los
polímeros siendo sus aplicaciones más relevantes las siguientes:
Fibras de poliéster (Dacrón).
Fabricación de resinas.
Fabricación de envases (PET).
Como materia prima para productos utilizados en la industria de pigmentos,
pinturas, y una gran cantidad de plastificantes.
1.2. Estudio de mercado
1.2.1. Mercado Mundial
Actualmente la demanda mundial de ácido Tereftálico es de
aproximadamente 12 millones de toneladas anuales.
Distribución mundial de fabricantes de ácido
Tereftálico
Argentina 1 Japón 4
Brasil 2 Taiwán 2
Estados Unidos 2 Alemania 1
México 1 Bélgica 1
China 1 España 1
Corea del Sur 1 Inglaterra 1
India 1 Turquía 1
Distribución a nivel mundial de los fabricantes de ácido Tereftálico.
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En la siguiente lista aparecen todos los productores de PTA que hay a nivel
mundial
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1.2.2. Mercado Nacional
El único productor de ácido Tereftálico en México es PETROCEL, S.A.;
empresa perteneciente al Grupo Alfa. Uno de los consorcios más grandes a
nivel nacional que tiene como principales negocios la fabricación de ácido
Tereftálico, dimetiltereftalato, glicoles, fibras, poliéster, poliestireno, etc.
El mercado del ácido Tereftálico es muy variable, debido entre otros factores
a costos y el arranque de nuevas plantas. Actualmente en PETROCEL, S.A.
la utilización de la capacidad instalada es aproximadamente del 60%. Esta
situación puede atribuirse en gran parte al problema económico de México.
El ácido Tereftálico usualmente es vendido bajo contratos a largo plazo
PETROCEL, S.A. del total de su producción exporta el 70% y el 30%
restante es para satisfacer la demanda en el mercado nacional, la cual se
cubre al 100% ya que México no importa ácido Tereftálico.
Utilización de la capacidad instalada del ácido Tereftálico en PETROCEL
Miles de Toneladas
Capacidad
instalada Producción Utiliación de la capacidad
1989 1992 1995 1989 1992 1995 1989 1992 1995
Ácido 290 370 370 272.6 325.9 222 94.00% 88.10% 60.00%
Tereftálico
A pesar de contar con una empresa productora de TPA en esta región, la planta
que se está diseñando será ubicada en el corredor industrial de Cd. Altamira, Tam.
Las razones son las siguientes: ubicación cercana al puerto industrial de Altamira,
facilidad de transporte, abastecimiento de materias primas, oferta de trabajo y
porque la planta compensaría aun más la demanda de mercado de TPA en la
región, entre otras.
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Debido al volumen de producción que tienen otras compañías, se ha decidió
diseñar esta planta para una capacidad de 30,000 toneladas al año, suficientes
para satisfacer la demanda de nuestro producto a nivel nacional como objetivo
inmediato y proveer de materia a mercados internacionales en un futuro.
Consumidores
Los principales consumidores de ácido Tereftálico son las industrias químicas
donde se fabrican fibras sintéticas, plásticos y fibras de poliéster. Tomando como
ejemplo a Petrocel, S .A. sus principales clientes a nivel nacional son:
1. Nylon de México, S.A.
2. Fibras Químicas, S.A.
3. Fibras Sintéticas, S.A. de C.V.
1.3. Métodos de Obtención
El polímero fue fabricado a escala comercial por primera vez en Inglaterra por
Imperial Chemical Industries en 1949, y en EUA por Dupont en 1953. Ambas
compañías utilizaron p-xileno que probablemente era convertido en ácido
Tereftálico por un proceso originalmente desarrollado por ICI de oxidación con
ácido nítrico diluido.
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Tecnologías disponibles para la producción de ácido Tereftálico
TECNOLOGÍA MATERIAS PRIMAS PROCESO PRESIÓN TEMP CATALIZADOR
Bergwerksver- Band tolueno, formaldehido, 1) Clorometilación 20 atm
160-180 °C lecho fluidizado
HCl, Ca(OH)2, HNO3, 2) Saponificación
metanol (para DMT) 3) Oxidación de HNO3
4) Esterificación
( para DMT)
Raecke (Henkel) Ac. Benzoico, ac.
Ftálico, 1) Transposición a 10-15 atm 400-430 °C
Cd(Benzoato o Zn)
y otros ácidos carboxílicos tereftalatos por las sales
Sales alcalimetálicas
(KCO2) 2) Reactor con precipitación
3) Centrifugación y
recuperación
UBE LTD ácido benzoico, KOH,
CO2, 1) Producción De Benzoato 30 kg/cm2 400 °C No reportado
CO, ácido fórmico, NH3, de Potasio
H2SO4, Ca(OH)2 2) Conversión a tereftalatos
de Potasio
3) Dilución y separación
del catalizador
4)Recuperación y secado
THE LUMMUS CO.
p-xileno,aire,vapor, CO2, 1) Prod. de tereftalonitrilo
Lecho fluidizado
amoniaco 2) Hidrólisis a tereftalato de monoamonio
3) Descomposición térmica a TPA
EASTMAN KODAK Aire, p-xileno, activador 1)Oxidación de p-xileno Bajas a Moderadas Cobalto para
(acetaldehído), ácido 2)Separado por filtración Moderadas oxidación y no
acético 3)Secado reportado para
esterificación TORAY INDUSTRIES p-xileno, acetaldehído, 1) Oxidación por aire en
400-700 kPa
140-170 °C homogéneo
vapor, aire, metanol, fase líquida
(para esterificación a DMT)
2) Lavado con ácido acético
3) Esterificación (para DMT) DYNAMIT NOBEL p-xileno, metanol, aire,
1) Oxidación y esterificación
400-700 kPa
140-170 °C Cobalto
agua 2) Hidrólisis y separación de (homogéneo )
TPA
3) Cristalización
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TEIJIN p-xileno, aire, ac. Acético 1) Oxidación de p-xileno Bajas a Bajas a Cobalto
2) Purificación moderadas moderadas
3) Recuperación
MARUZEN OIL p-xileno, ac. Acético, aire 1) Oxidación de p-xileno Moderada Moderada Homogéneo
agua 2) Cristalización y separación
del licor madre
3) Lavado y secado
AMOCO p-xileno, solvente (al 1) Oxidación de p-xileno 1500-3000 kPa
175-230 °C Co, Mn
parecer ac. Acético), aire 2) Centrifgado., lavado y
secado
3) Purificación del licor
madre
UNI HULS Metanol, aire, p-xileno, 1) Oxidación de p-xileno a Moderada Moderada Homogéneo
ac. Acético. TPA
2) Producción de DMT
3) Purificación de DMT
HUELS AG DMT, agua 1) Hidrólisis de DMT a TPA
250-280 °C
No es necesario
2) Purificación de TPA
1.4. Programa del proyecto
Realizado en el software Project.
Teniendo un total de 17 semanas para realizar la programación de actividades
para concluir el proyecto.
Fecha de inicio: 7 de febrero
Fecha de finalización: 1 de Junio
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1.5. Diagrama de flujo
1.6. Condiciones de Operación
En la tabla que se muestra enseguida se resumen las condiciones elegidas de
entre las sugeridas por la bibliografía para la reacción de oxidación del p-xileno
con aire:
Condiciones de operación a manejar
Temperatura 200 °C
Presión 20 bar
Conversión 0.95
Tiempo de Residencia 1.5 hrs
Modelo cinético Primer orden
Tipo de reactor CSTR
Tipo de Reacción Oxidación
Tipo de Reacción Exotérmica
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1.7. Propiedades Físicas
En la siguiente tabla se hace un resumen de las principales propiedades físicas de
las sustancias involucradas en el proceso (se omiten las del agua por ser más
comunes).
Parámetro Unidades O2 P-XILENO ÁC.
TEREFTÁLICO ÁC.
ACÉTICO
MW
31.9988 106.1674 166.1332 60.0526
omega
0.0222 0.3218 1.0591 0.4665
TB °F -297.3316 281.0480 1037.9300 244.2200
TC °F -181.4260 649.4900 1543.7300 605.8400
PC Psi 731.4253 509.2275 572.8991 839.1883
VC ft^3/lbmol 1.1758 6.0550 6.7918 2.8785
ZC
0.288 0.259 0.181 0.211
densidad lb/ft3 1.0146 42.7896 94.4038 50.6461
kg/m3 16.2531 685.4235 1512.2038 811.2730
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2.1. Reactor
2.1.1. Volumen
Producción anual
A partir de la producción anual determinaremos los flujos de reactivo necesarios
para la operación y definiremos los modelos para el diseño del reactor.
*Considerando el número de horas laborales.
Para determinar la constante de velocidad de reacción se realizará el diseño
suponiendo que la reacción se lleva a cabo en un reactor Batch con la finalidad de
determinar su valor para posteriormente aplicar la ecuación de diseño para un
reactor CSTR.
Ecuación de diseño para una reactor Batch
Balance Estequiométrico
La reacción llevada a cabo es:
+ 3O2 + 2H2O
Donde A es el p-xileno, B el oxígeno, C el ácido Tereftálico y D el agua.
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A volumen constante se tiene que:
Aplicando la ecuación (4) en la ecuación y derivando la expresión:
Sustituyendo (5) en la ecuación de diseño y reordenando:
De acuerdo a la reacción es de primer orden con respecto al p-xileno:
Sustituyendo el modelo cinético en la ecuación (6)
Integrando:
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Determinación de la constante de velocidad de reacción
Determinando la constante de velocidad de reacción despejando la ecuación (7):
Con los datos de la bibliografía, se tiene que para un tiempo de reacción de 90
minutos y conversión de 95% el valor de la constante de velocidad de reacción:
Ecuación de diseño para un CSTR
Debido a que la reacción efectuada es de primer orden, y de acuerdo al balance
estequiométrico la expresión de la ecuación (8) puede reescribirse:
Del balance estequiométrico para un reactor se tiene que:
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Determinando el flujo molar final de TPA a partir de la producción anual:
Determinando el flujo másico para obtener el flujo volumétrico de reactivo A:
Determinando el volumen de A con la ecuación de diseño del reactor CSTR:
Incrementando el volumen en un 20% para considerar al ácido acético utilizado:
Manejando un nivel de operación del 80% el volumen total del reactor es:
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2.1.2. Dimensionamiento del reactor
Diámetro y altura del reactor
Partiendo de la geometría del reactor:
a
DR HR
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Área Total
Espesor
Con S - máximo nivel de presión permitida y E – eficiencia. Sustituyendo en la
ecuación (12) los datos indicados:
De la figura 7.5 del Código ASME, Sección VIII, división I:
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Dado que PTvac=14.22 psig:
El espesor calculado es adecuado para manejar la presión, y por lo tanto no
requiere anillos de reforzamiento. A continuación se efectúa el cálculo del peso del
reactor vacío y lleno.
Peso total
Peso de la mezcla reactiva
Determinando el peso del p-xileno:
Determinando el peso de ácido acético:
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2.1.3. Costo del reactor
Se evalúa el costo del reactor de acuerdo a la masa necesaria de material (acero
inoxidable 316) para su elaboración, con un agregado que implica manufactura.
2.1.4. Resumen de corrientes del reactor
Se presentan las entradas y salidas del reactor para cada componente en base
molar, másica y volumétrica. Se consideró un exceso del 66% molar de oxígeno (2
moles) para garantizar la efectividad de la reacción.
Base molar
Entrada Salida
Componente Kmol/hr Fracción Kmol/hr Fracción
AA 9.9422 0.0652 9.9422 0.0765
O2 118.8015 0.7790 51.0846 0.3932
H2O 0.0000 0.0000 45.1446 0.3474
TPA 0.0000 0.0000 22.5723 0.1737
PX 23.7603 0.1558 1.1880 0.0091
TOTAL 152.5040 1.0000 129.9317 1.0000
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Base másica
Entrada Salida
Componente Kg/hr Fracción Kg/hr Fracción
AA 597.0546 0.0863 597.0546 0.0863
O2 3801.5054 0.5493 1634.6473 0.2362
H2O 0.0000 0.0000 813.2921 0.1175
TPA 0.0000 0.0000 3750.0068 0.5418
PX 2522.5693 0.3645 126.1285 0.0182
TOTAL 6921.1293 1.0000 6921.1293 1.0000
Base volumétrica
Entrada Salida
Componente m3/hr Fracción m3/hr Fracción
AA 0.7359 0.0031 0.7359 0.0070
O2 233.8945 0.9815 100.5746 0.9580
H2O 0.0000 0.0000 1.0133 0.0097
TPA 0.0000 0.0000 2.4798 0.0236
PX 3.6803 0.0154 0.1840 0.0018
TOTAL 238.3107 1.0000 104.9877 1.0000
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2.1.5. Calor de reacción
Balance de energía
Dado que la reacción es exotérmica se optó por el uso de una chaqueta de
enfriamiento para mantener el reactor a la temperatura correspondiente. Para ello
partimos del balance de energía correspondiente para un reactor semicontinuo:
Sabiendo que:
Sustituyendo en (11):
De “Jaw’s Handbook of Properties” se obtuvieron los calores de formación de los
reactivos a la temperatura de 200 °C para posteriormente determinar el calor de
reacción a dicha temperatura:
Compuesto A B C
p-xileno 4.5312x101 -1.0809x10-1 5.5295x105
TPA -6.9104x102 -1.0484x10-1 4.9517x10-5
Agua -238.41 -0.012256 2.7656x10-6
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La tabla anterior muestra las constantes para cada uno de los componentes. Con
la temperatura de reacción de 473.15 K:
Calor generado por la reacción
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2.1.6. Chaqueta de Enfriamiento, diseño y costo
Coeficiente Global de Transferencia de Calor
En la tabla 8 de Kern, se obtiene el valor de U aproximado para un enfriador que
opera con solución orgánica como fluido caliente y agua como fluido frío:
Área de transferencia de chaqueta
Se calcula la MLDT con respecto a las temperaturas de entrada y salida de los
fluidos caliente y frío respectivamente:
Costo de la chaqueta
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Flujo de agua de enfriamiento
Se calcula el flujo de agua necesario para la chaqueta de enfriamiento de acuerdo
al calor generado por la reacción. Se toma como límite de calentamiento de dicha
agua 40 °C (104 °F) debido a que esta pasará posteriormente a una torre de
enfriamiento para reutilizarse.
2.1.7. Sistema de Agitación, diseño y costos
Del software de Aspen Plus y Aspen Hysys se obtienen las siguientes propiedades
de la mezcla reactiva:
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Cálculo de la potencia del agitador del reactor:
Se selecciona una velocidad del impulsor de 56 rpm debido a que es una de las
velocidades comerciales más altas para fluidos de baja densidad y viscosidad.
De acuerdo a la tabla para número de impulsores del capítulo 10 de Perry, debido
a que la mezcla es de baja viscosidad y a que la relación es de 2 se
requieren dos impulsores para la agitación. Por lo tanto:
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2.2. Equipos de proceso
2.2.1. Tanque de almacenamiento de p-xileno, diseño y
costo
Volumen de tanque del p-xileno
Determinando el volumen adecuado para llenarlo 36 veces al año. Nivel de
operación: 81.78%
12.5 m
10 m
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Espesor del tanque del p-xileno
Área del tanque de p-xileno
Peso del tanque de p-xileno
Costo del tanque de p-xileno
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2.2.2. Tanque de almacenamiento de ácido acético,
diseño y costo
Volumen de tanque del ácido acético
Determinando el volumen adecuado para llenarlo 24 veces al año. Nivel de
operación: 81.66%
10 m
6 m
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Espesor del tanque del ácido acético
Área del tanque de ácido acético
Peso del tanque de ácido acético
Costo del tanque de ácido acético
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2.2.3. Tanque mezclador, diseño y costo
Volumen del mezclador
Consideramos el flujo de reactivos necesario para la reacción, así como el tiempo
de 2.5 horas, recomendado por la bibliografía, para la operación de calentamiento
y agitación de la mezcla reactiva.
Nivel de operación: 73.6%.
Dimensiones
a
DR HR
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Área Total
Espesor
Con S - máximo nivel de presión permitida y E – eficiencia. Sustituyendo en la
ecuación (12) los datos indicados:
Peso total
Se evalúa el costo del mezclador de acuerdo a la masa necesaria de material
(acero inoxidable 316) para su elaboración, con un agregado que implica
manufactura.
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Flujo de vapor de calentamiento
Simulando el sistema de calentamiento para el mezclador en ASPEN Plus:
Obtenemos el flujo de vapor necesario para calentar la mezcla:
Sistema de Agitación del Mezclador
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Potencia del agitador
Debido a que la mezcla reactiva no es una solución sino una suspensión se
determinó que para el agitador del mezclador se requiere una velocidad mayor. Se
eligió de entre las opciones comerciales 100 rpm.
De acuerdo a la tabla del capítulo 10 de Perry, debido a que la mezcla es de baja
viscosidad y a que la relación H/D es de 2 se requieren dos impulsores. Por lo
tanto:
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2.2.4. Cristalizador, diseño y costo
Parámetros de nucleación del cristalizador
La operación consiste básicamente en someter el magma caliente (es decir, el
ácido Tereftálico en solución acuosa de ácido acético), a un descenso de
temperatura (de 200 °C a 80 °C) para propiciar la formación de los cristales.
De la bibliografía se obtiene el modelo de velocidad de formación de los cristales
de TPA a partir de datos experimentales:
Para una solución acuosa de ácido acético, los autores consultados determinaron
las siguientes constantes:
Estos parámetros fueron empleados para determinar el tiempo de la operación de
cristalización de 4 horas. Con este modelo y el análisis experimental realizado por
los autores se determina también que los cristales obtenidos tienen un tamaño de
partícula de entre 200 y 300 mallas (0.054 – 0.074 mm).
Volumen del cristalizador
Consideramos el flujo de productos de la reacción, así como el tiempo de 4 horas,
recomendado por la bibliografía, para la operación de formación de los cristales de
ácido Tereftálico.
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Nivel de operación: 88.26%.
Dimensiones
a
DR HR
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Área Total
Espesor
Con S - máximo nivel de presión permitida y E – eficiencia. Sustituyendo en la
ecuación (12) los datos indicados:
Peso total
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Flujo de agua de enfriamiento para la chaqueta
Se optó por el uso de una chaqueta de enfriamiento para el equipo. Utilizando
ASPEN Plus se obtiene el calor a remover:
Se hace la misma consideración para el agua de enfriamiento, con un límite
máximo de 40 °C de calentamiento para poder ser tratada en una torre de
enfriamiento.
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2.2.5. Tanques de almacenamiento de agua
Para el almacenamiento del agua que pasará por la torre de enfriamiento y el agua
fría para las chaquetas de enfriamiento se emplearán dos tanques de 150 m3.
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2.2.6. Filtro, diseño y costo
Para la filtración de los cristales obtenidos en la solución acuosa de ácido acético
se emplea un filtro rotatorio de vacío con dimensiones de 8 ft X 12 ft.
Cálculo de la bomba de vacío del filtro
De acuerdo a la bibliografía consultada, la potencia necesaria para la operación
del filtro rotatorio es:
El costo aproximado de acuerdo a la bibliografía es de:
2.2.7. Secador, diseño y costo
De acuerdo a la bibliografía de proveedores de equipos secadores, para un equipo
con dimensiones de 1.5 m de diámetro y 15 m de longitud, dimensiones
adecuadas debido a que los cristales a manejar son pequeños tiene las siguientes
características.
Potencia necesaria para remover la humedad de los cristales de ácido Tereftálico,
considerando la potencia del soplador de aire que entra al secador:
El costo establecido por el proveedor es de:
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2.2.8. Torre de enfriamiento, diseño y costo
El agua empleada para el control de la temperatura en el reactor y el cristalizador:
Dimensiones y parámetros típicos obtenidos de la bibliografía:
Parámetros de la torre de enfriamiento
Medidas de los paneles 9.75 m x 9.75 m
No. de ventiladores 4
Diámetro de los ventiladores 3.66
Relación aire/agua 1.25
Velocidad del aire 2.13 m/s
Potencia de ventiladores (todos) 20 HP
Costo 50,000 dls
2.2.9. Bombas y compresores, potencia y costo
Potencia de la bomba del p-xileno
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Potencia de la bomba del ácido acético
Potencia de la bomba de descarga de mezclador
Flujo a la salida del mezclador: 4.4162 m3/h
Potencia de la bomba de descarga del reactor
Flujo a la salida del mezclador: 4.413 m3/h
Potencia de la bomba del agua caliente
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Potencia de la bomba del agua fría
Compresor para el mezclador
Para mantener la presión de 20 bar en el tanque mezclador se ocupa un
compresor cuya potencia calculada en el Simulador ASPEN Plus:
Compresor para el reactor
Para inyectar el aire al reactor se utiliza un compresor de aire cuya potencia
calculada en el Simulador ASPEN Plus:
2.2.10. Tanque de almacenamiento de producto terminado
Para el almacenamiento de TPA terminado se considera el uso de un silo, que
dado que se descargará 24 veces al año (en promedio 2 veces mes) arroja el
siguiente volumen:
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Nivel de operación: 82.66%
Espesor
Con S - máximo nivel de presión permitida y E – eficiencia. Sustituyendo en la
ecuación (12) los datos indicados:
Área del Silo
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2.3. Resumen de equipos
Equipo Tag Volumen Potencia Costo
Reactor R-01 55 m3 60 HP 167572 dls
Chaqueta --- --- --- 84945 dls
Tanque p-xileno T-01 1000 m3 --- 898049 dls
Tanque Ac. acético
T-02 300 m3 --- 251160 dls
Mezclador T-04 15 m3 10 HP 64562 dls
Cristalizador CR-01 20 m3 --- 59645 dls
Filtro F-01 --- 50 HP 30000 dls
Secador D-01 --- 40 HP 29000 dls
Torre de enfriamiento
RWS-01 --- 20 HP 50000 dls
Tanque de agua fría
T-06 150 m3 --- 164094 dls
Tanque de agua caliente
T-07 150 m3 --- 164094 dls
Silo T-05 --- --- 2024700 dls
Total 3987821
Bombas Tag Potencia Costo
p-xileno P-01 5 HP* 5000 dls*
Ac. acético P-02 3 HP* 3000 dls*
Mezclador P-04 1 HP* 1000 dls*
Reactor P-05 1 HP* 1000 dls*
Tanque agua caliente
P-07 3 HP* 3000 dls*
Tanque agua fria P-03 1 HP* 1000 dls*
Diesel P-08 5 HP 5000 dls
Total 28000
Compresores Tag Potencia Costo
Reactor C-01 300 HP 225000 dls
Mezclador T-04 60 HP 44981 dls
Total 269981
*se duplica el costo ya que hay relevo
Total= 573 HP Costo total= 4285802 dls
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3.1. Inversión
Cantidad Concepto Total
1 Terreno 2,331,767
1 Edificio 1,295,426
1 Reactor 167,572
2 Tanques materias primas 1,149,209
1 Sistema de agitación del reactor 60,000
1 Mezclador 64,562
1 Sistema de agitación del mezclador 10,000
2 Bombas 5000.00 c/u 10,000
1 Chaqueta 84,945
1 Tanque de producto terminado 2,024,700
2 Tanques de agua de enfriamiento 328,188
1 Cristalizador 59,645
1 Secador 29,000
1 Torre de enfriamiento 50,000
2 Compresor 269,981
Equipo de control y automatización 1,500,000
Total 9,434,995
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3.2. Costos de producción
3.2.1. Servicios auxiliares anuales
Electricidad
Vapor
Agua de enfriamiento
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3.2.2. Materia prima
3.2.3. Sueldos
No. Puesto Sueldo mensual individual
3 Directores $6,000.00
1 Gerente administrativo y recursos humanos
$3,000.00
1 Gerente de ventas $3,000.00
1 Gerente de finanzas y contabilidad
$3,000.00
1 Gerente de producción $3,000.00
1 Jefe de Seguridad industrial $1,500.00
2 Capacitadores $800.00
7 Secretarias $500.00
1 Auxiliar contable $500.00
2 Recepcionista $500.00
2 Supervisor de control de calidad $1,000.00
4 Ingeniero de proceso $1,200.00
2 Ingeniero de sistema $1,200.00
1 Contador $1,000.00
5 Mantenimiento e Intendencia $400.00
3 Vigilante $400.00
Sueldos mensuales $51,500.00
Sueldos anuales $618,000.00
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3.2.4. Costo total de producción anual
Año
Venta de
Producto
(ton/año)
Precio
Producto
(dls/Ton)
Venta (dls/año)
Costo producción
anual
(dls/año)
Utilidad
Neta (dls/año)
VPN
1 28,000 $900 $25,200,000.00 2,101,643.28 23,098,356.72 20085527.6
2 28,500 $968 $27,573,750.00 2,206,725.44 25,367,024.56 19181115
3 29,000 $1,040 $30,161,812.50 2,317,061.72 27,844,750.78 18308375.6
4 29,500 $1,118 $32,982,982.03 2,432,914.80 30,550,067.23 17467100.1
5 30,000 $1,202 $36,057,666.80 2,554,560.54 33,503,106.25 16656965
4. Conclusión
Con esto demostramos que el proyecto es factible y redituable a 5 años con una
tasa de interés anual del 15%.
Producir TPA es un buen negocio que satisface las necesidades de la región y al
mismo tiempo, genera crecimiento económico y empleos para la comunidad.
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5. Bibliografía
Procesos de Transferencia de calor, Donald Q. Kern, Edit. CECSA, trigésima
primera reimpresión, México, 1999.
The Yaws handbook of thermodynamic properties for hydrocarbons and
chemicals
Bird Fenómenos de transporte, R.B. Bird, W. E. Stewart, E.N. Lightfoot, Edit.
Reverté, segunda impresión, Mexico, 1987.
Introducción a la termodinámica, Smith, Van Ness, Abbott, Edit. Mc Graw Hill,
séptima edición, México, 2009.
Operaciones unitarias en Ingeniería Química, Warren L. McCabe, Julian C.
Smith, Peter Harriott, Edit. Mc Graw Hill, cuarta edición, México, 1991.
Elements of Chemical Reaction Engineering, H. Scott Fogler, Edit. Prentice
Hall, tercera edición, Mexico, 1999.
Manual del ingeniero químico, Robert H. Perry, Edit. Mc Graw Hill, tercera
edición en español, México,
BOMBAS, Selección, uso y mantenimiento, Kenneth J. Edit. Mc Graw Hill,
México.
ASME Code, sección 8, división 1
Páginas de internet consultadas
http://www.construmatica.com/
http://training.itcilo.it/actrav_cdrom2/es/osh/ic/100210.htm
http://www.grupoprevenir.es/fichas-seguridad-sustancias-quimicas/0086.htm
http://html.rincondelvago.com/diseno-de-una-columna-de-destilacion-con-
costos.html
http://w3.metrogas.cl/industria/userfiles/file/FOLLETO4.pdf
http://www.alcion.es/download/ArticulosPDF/iq/gratis/06articulo.pdf
http://www.asturcons.org/docsnormativa/3578_252.pdf
http://www.soloarquitectura.com/foros/showthread.php?20003-Precio-kg-acero-
inoxidable
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http://www.aguamarket.com/sql/cotizacionesAM/detalle_cotizacion.asp?MAIL=
&idOferta=25461&idcotizacion=&producto=ACERO+AL+CARBONO
http://www.icis.com/v2/chemicals/9076460/terephthalic-acid/pricing.html
http://www.shopmania.es/articulos-medicales/p-xileno-rect-prs-20791612
http://spanish.alibaba.com/product-free/purified-terephthalic-acid-
101218225.html
http://spanish.alibaba.com/product-gs/vacuum-rotary-drum-filter-
228668558.html
Software Utilizado
ASPEN Plus
ASPEN HYSYS
Autocad
Project
Microsoft Excel