MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGA

DR. FEDERICO RIVERO PALACIO

PLAN NACIONAL DE FORMACION EN PROCESOS QUMICOS

TRAYECTO II

MEMORIA DESCRIPTIVA

DISEO DE UNA PLANTA PARA LA PRODUCCIN DE

DESINFECTANTES BIODEGRADABLES.

Tutor:

Ronald Suarez

Autores:

Bracho Beatriz CI.: 20.629.274

Conde Maglenys C.I: 19.387.350

Regin Capital, Junio del 2011.

INDICE

Pg.

Introduccin 3

CAPTULO I. DESCRIPCIN DEL PROBLEMA SOCIO-

TECNOLGICO.

1.1 Caracterizacin Histrico-Cultural. 7

1.2 Caracterizacin tico- Poltica. 9

1.3 Caracterizacin Socio-Econmica 11

CAPTULO II. CARACTERIZACIN TCNICA

2.1 Descripcin Tcnica del Proceso

2.2 Diagramas de Flujo.

2.3 Balance de Materia y/o Balance de Energa

2.3.1 Modelo de clculo

2.4 Listado de equipos

2.5 Dimensionamiento de Equipos

2.6 Hoja de Especificaciones Tcnicas

2.7 Identificacin de puntos de medicin y control de variables de proceso

CAPITULO III. CARACTERIZACIN AMBIENTAL

Bibliografa

Anexos

INTRODUCCIN

La historia del desarrollo humano est asociada, en gran medida, al estado

sanitario de los distintos grupos que han habitado este planeta. En ocasiones,

pestes y plagas, muchas veces han afectado a pases o regiones enteras. Dentro de

este marco la limpieza y la desinfeccin, han constituido los elementos primarios

y ms eficaces para romper la cadena epidemiolgica de la infeccin y de los

organismos patgenos, por lo que el uso de los productos qumicos como los

desinfectantes, que combaten o contrarrestan las bacterias, se hacen necesarios.

Los desinfectantes tienen propiedades germicidas y bactericidas, es decir,

que eliminan microorganismos patgenos; actan sobre ellos rompiendo sus

paredes, desactivndolos, inhibiendo su metabolismo y alterando su

multiplicacin. Deben su accin a los ingredientes activos que contienen, gran

cantidad de las sustancias utilizadas en desinfeccin tienen caractersticas

altamente txicas, la mayora estn constituidos por amonio cuaternario,

compuestos fenlicos, alquiltoxilatos y otros compuestos que han sido

reconocidos como agentes contaminantes.

La presencia de estos agentes en los ros y embalses, provoca gran

contaminacin de las aguas, y su poder contaminante se manifiesta en los

vegetales acuticos inhibiendo el proceso de la fotosntesis, originando la muerte

de la flora y la fauna acuticas.

Actualmente, la acumulacin de residuos, que en su mayora son

insolubles, en los mares y ros de todo el mundo, se ha convertido en una amenaza

para la supervivencia de las especies animales y vegetales que en ellos habitan. Es

por esta razn, que surge la necesidad de crear nuevos productos que sean

biodegradables, es decir, que las sustancias implicadas puedan descomponerse en

elementos qumicos naturales por la accin de agentes biolgicos, como el sol, el

agua, las bacterias, las plantas o los animales, para dar respuesta a la problemtica

de contaminacin del medio ambiente.

CAPITULO I

DESCRIPCIN DE LA ALTERNATIVA SOCIO-TECNOLGICA.

1.1. Descripcin general del proyecto.

La desinfeccin es un proceso que se emplea para destruir o inactivar a los

organismos patgenos; El hombre se sirve de la desinfeccin qumica, realizada

con productos desinfectantes generalmente a base de un componente activo, para

matar a los microorganismos y controlar su desarrollo. Se busca que stos sean lo

ms txicos para los microorganismos pero con efectos mnimos para el hombre,

los animales y las plantas.

En Venezuela la lnea de productos desinfectantes comerciales, en su

mayora, como componente activo suelen contener entre 1 y 3% de sales de

amonio cuaternario, compuestos fenlicos y aquiltoxilatos, los cuales son

identificados como contaminantes, estos porcentajes parecen irrisorios, sin

embargo son suficientes para causar daos en el medio ambiente, tomando en

cuenta que un producto como este es usado por miles de personas. En este

sentido, el problema radica en la inexistencia en el mercado venezolano,

productos cuya frmula qumica sea completamente ecolgica o biodegradable y

que sustituya los componentes activos de los desinfectantes regulares, sin alterar

su efectividad.

Hay mltiples factores causantes del problema planteado, la sociedad

venezolana en su mayora, carece de una conciencia ecolgica por tener una

informacin muy limitada de los efectos y secuelas que traen al medio ambiente

los compuestos qumicos con que las grandes compaas elaboran sus productos.

En su defecto, si se conocieran en detalle las consecuencias que ocasionan las

sustancias contenidas para la desinfeccin, as como en muchos otros productos

que se utilizan a diario, seguramente el consumo se hiciera de una manera ms

consciente y racional, pero como no se puede prevenir lo que desconoce, los altos

ndices de demanda ocasionan una desenfrenada contaminacin; Por lo que hallar

una nueva formulacin ecolgica para este tipo de producto, se vuelve una

necesidad imperante; una formulacin de esta naturaleza que proteja al medio

ambiente, contribuya con el desarrollo de la industria Venezolana y a su vez

permita crear conciencia sobre los productos que se fabrican y se utilizan en el

pas.

Cuando se habla de la contaminacin al medio ambiente producida los

componentes activos, es necesario puntualizar los que constituyen principalmente

los desinfectantes de uso comercial en Venezuela, como los amonios cuaternarios

y los compuestos fenlicos, para de una manera comparativa evaluar sus

propiedades, los efectos que ocasionan y proponer los compuestos sustitutos de

estos componentes activos.

Por su parte, los amonios cuaternarios son bactericidas, fungicidas y

virucidas, generalmente incoloros o amarillentos que representan una familia de

compuestos antimicrobianos, considerados como agentes activos catinicos

potentes en cuanto a su actividad desinfectante, ya que son activos para eliminar

bacterias grampositivas y gramnegativas, aunque stas ltimas en menor grado.

Su accin bactericida es atribuida a la inactivacin de enzimas, desnaturalizacin

de protenas esenciales y la rotura de la membrana celular. Son fcilmente

adsorbidos por las superficies; Esta propiedad ha sido atribuida al hecho de que

casi todas las superficies estn cargadas negativamente y por lo tanto tienden a la

interaccin con los iones positivos.

Muchas de las aplicaciones de estos productos qumicos se basan en esta

propiedad de la adsorcin superficial; sin embargo, con la interaccin en el medio

ambiente los amonios cuaternarios, pueden formar espumas, disminuyendo la

difusin del oxgeno atmosfrico, aumentando la toxicidad de algunos compuestos

en el agua y se comportan como tensoactivos, estos al ser arrojados a los lagos y

ros provocan la disminucin de la solubilidad del oxgeno disuelto en el agua con

lo cual se dificulta la vida acutica, y adems pueden ser tergiversadores

hormonales (alteradores del sistema hormonal).

En el caso de los compuestos fenlicos; son compuestos orgnicos en

cuyas estructuras moleculares contienen al menos un grupo fenol, un anillo

aromtico unido a al menos un grupo funcional hidroxilo. Los aril-fenol

halogenados o no halogenados tienen una muy buena actividad bactericida, pero

su actividad fungicida es muy discreta y su accin virucida es discutida. Son

irritantes de la piel y mucosas respiratorias y oculares. Tienen efecto alergnico y

fotosensibilizante. El TLV-TWA "ThresholdLimitValue - Time

WeightedAverage", o la concentracin promedio en tiempo de exposicin,

establecido para el fenol es de 5 ppm. Las soluciones de concentraciones

superiores al 5% se clasifican como txicas.

El comportamiento de los compuestos fenlicos, contenidos en los

desinfectantes con el medio ambiente, se puede definir en el agua, aire y suelo de

la siguiente manera:

Agua:El fenol es ms pesado que el agua y se hunde. Se disuelve

lentamente y forma, incluso en dilucin, soluciones txicas. En Alemania, el fenol

se encuadra en el grupo de sustancias clasificadas como "Amenaza para el agua -

Clase 2" por su considerable toxicidad en este medio.

Aire: Los vapores son ms pesados que el aire y, expuestos al calor,

forman mezclas explosivas. La oxidacin del fenol en el aire se acelera por efecto

de la luz o de impurezas que actan como catalizadores.

Suelo: Es muy toxico en los suelos, pero debido a la degradacin

microbiana la acumulacin de fenol en el suelo es escasa; sin embargo, el nivel de

esta acumulacin depende de la presencia de minerales arcillosos.

Ahora bien, una vez delimitados las caractersticas y los efectos que

ocasionan al medio ambiente los componentes de los desinfectantes regulares

utilizados en Venezuela, surge como propuesta alternativa sustituir el

componente activo, es decir, los compuestos fenlicos, amonios cuaternarios,

alquiltoxilatos, glutaraldehdo, etc., por el cido peractico (CH3-COOOH), el

cual no existe comercialmente como producto puro, lo que se conoce con este

nombre son mezclas en equilibrio de cido actico, perxido de hidrgeno y agua.

Es importante resaltar que el cido peractico, principal componente activo

del desinfectante a realizar, no es producido en el pas, por lo que la materia

prima requerida sera completamente importada, los principales proveedores son

procedentes de Mxico y Estados Unidos; sin embargo paralelo al diseo de la

planta para la produccin del desinfectante biodegradable, se propone la creacin

del cido peractico, mediante el diseo de una planta para su produccin,

utilizando como materia prima el cido actico y el perxido de Hidrogeno, que

actualmente no se producen a gran escala en Venezuela, pero se estn

desarrollando proyectos bajo la direccin de Pequiven, en los que se contempla la

creacin de una planta productora de acido actico en el complejo petroqumico

de Paraguan, Edo. Falcn, su ao de arranque ser en el 2013.

Para la reaccin del cido peractico, es necesario la presencia de un

catalizador de cido sulfrico, que de igual manera se encuentra sujeto a los

proyectos de nuevos complejos petroqumicos, desarrollados por Pequiven, en

este caso se realizar a partir del ao 2011, en el complejo petroqumico Navay,

Estado Tchira.

El desinfectante a crear, en principio se quiere obtener con las siguientes

composiciones 5% en cido Peractico y 95 % en materias inertes, entre ellas el

agua, colorantes, aromatizantes, emulsionantes y estabilizantes. Todo ello se

realizara mediante un proceso de mezclado.

En sntesis, la alternativa tecnolgica que se desea llevar a cabo es la

sustitucin del componente activo de los desinfectantes regulares, por el acido

peractico, mediante el diseo de la planta para la produccin del desinfectante

biodegradable, incluyendo en su produccin la elaboracin de la materia prima.

1.2. Caracterizacin histrico-cultural.

Desde el punto de vista histrico, el hombre ha empleado la higiene

aplicando mltiples procedimientos para la desinfeccin, los cuales han

evolucionado a travs del tiempo, pero a ciencia cierta la utilizacin de productos

qumicos desinfectantes para destruir los microorganismos patgenos slo han

sido utilizados aproximadamente desde hace 150 aos atrs.

El calor fue uno de los desinfectantes en un primer lugar, seguido por el

uso de dixido de azufre como fumigante. Hacia el 865 d.C, el etanol fue

descubierto por el qumico Rass de procedencia iran. Entre los aos 1493-1541,

el mdico suizo Paracelsus, presenta composiciones de mercurio, plomo, arsnico,

cobre, hierro y azufre que desde entonces han sido los ms utilizados como

desinfectantes en China, la India, Egipto y en Europa. En 1715, se propuso como

desinfectantes los derivados de los cidos, Giovanni Lancisi recomend el acido

actico. Para el ao 1774, el qumico sueco Carl William Scheele descubre el

cloro haciendo reaccionar al mineral pirolusita (dixido de manganeso, MnO2)

con cido clorhdrico. En 1918, el perxido de hidrgeno fue reportado por

Thenard, y su capacidad para neutralizar los malos olores que fue descubierto por

Richardson en 1858.

Sera interminable profundizar sobre este tema, ya que sera motivo de otra

bsqueda bibliogrfica; sin embargo sirve para demostrar la interrelacin que

existe entre los mtodos aportados a travs de la historia y las nuevas tecnologas

desarrolladas.

El problema del uso de los desinfectantes con compuestos capaces de

degradar al ambiente, como se ha mencionado proviene desde la era prehistrica y

persiste hasta la actualidad. En Venezuela, el problema surge mediante la

aparicin de las primeras empresas encargadas de la elaboracin de productos

qumicos para la limpieza.

Concibiendo una cronologa de las primeras empresas privadas

implantadas se podra ubicar a mediados de 1930 con la instalacin de la industria

denominada Fuller, encargada de desarrollar productos para la limpieza, en su

formulacin la lnea de productos principalmente cuentan con el componente

activo de Hipoclorito de sodio y amonios cuaternarios.

En 1943, se incorpora la compaa Colgate Palmolive, trayendo consigo la

lnea de limpieza AJAX, en cuya formulacin predomina el

dodecilbencenosulfonato de sodio (C12H25-C6H4-SO3Na) como componente

activo, el cual puede hacer al desinfectante duro, es decir, no biodegradable y

contaminante persistente; En 1952 aparece la planta de produccin de Procter &

Gamble en la urbanizacin la Yaguara, aos ms tarde llevara al mercado el

Cloro Lavan San con Hipoclorito de sodio como agente desinfectante.

De igual manera aos posteriores se implantaron la ChemCres (1972), los

Productos Opin, C.A. establecida desde 1975 e Invequim(Industria venezolana de

Qumicos C.A.), (1995), seguido de una gran lista de empresas productoras de

agentes qumicos que poco a poco se han incorporado al mercado Venezolano.

Todas estas industrias se han dedicado a desarrollar, producir, comercializar y

distribuir productos en grandes cantidades, sin embargo dentro de esta gama de

artculos no se cuenta con uno que sea biodegradable.

Una respuesta al problema planteado puede localizarse a nivel tecnolgico,

sin embargo, en un pas de gran diversidad ambiental como Venezuela, la

ecologa no representa un factor determinante para la sociedad, al momento de

usar los productos qumicos; los desinfectantes siguen siendo los mismos desde

hace ochenta o noventa aos, con algunas variaciones sintticas en su

formulacin, pero no hay una diferencia que radique positivamente al ambiente.

1.3. Caracterizacin tico-Poltica.

Dado que la desinfeccin representa una barrera muy importante contra las

enfermedades y el uso de los desinfectantes se realiza de una manera masiva, para

enmarcar la ubicacin geogrfica del proyecto se consider el estado Carabobo,

en la ciudad de Valencia, por ser sede de las mayores compaas manufactureras

transnacionales, contar con las ms grandes zonas industriales de la nacin y ser la

ciudad industrial de Venezuela por excelencia. La ubicacin de la planta ser

especficamente en la Zona Industrial del Sur situada entre la Avenida Henrry

Ford y la Avenida Branger, Municipio Los Guayos, Parroquia Rafael Urdaneta,

Valencia- Edo. Carabobo.

En cuanto la posicin geogrfica del estado Carabobo se puede resaltar,

que limita por el Norte con el mar Caribe, por el Este con el Estado Aragua, por el

Sur con los estados Gurico y Cojedes, por el oeste con los estados Yaracuy y

Falcn, lo que permite que sus cruces de comunicacin hacia la costa, los Llanos,

la Regin Capital y la Regin Centro-Occidental del pas, sea un lugar estratgico

a lo largo del territorio nacional para la distribucin del producto desinfectante

biodegradable, as como tambin para el acceso a las materias primas requeridas

para su elaboracin, en el caso del desinfectante los principales proveedores de

colorantes y aromatizantes qumicos, se encuentran en las zonas industriales

adyacentes, como la Zona Industrial Terrazas de Castillito (Qumica Amtex S.A)

; la Zona Industrial La Guacamaya (Qumica Repuim CA) y (Quinduvensa), en

el caso de la produccin del componente activo Acido Peractico, la materia

prima requerida no se produce actualmente en Venezuela, existen proveedores en

Caracas, sin embargo en el caso de ser importados, el principal puerto de nuestro

pas,Puerto Cabello, se encuentra a solo 54 km de distancia, lo que hace esta

ubicacin sea cntrica con respecto a las dems regiones, tanto para facilitar la

movilizacin de las materias primas, como para la distribucin de la produccin

del desinfectante una vez terminado, ya que se comunica con el resto del pas

mediante una red de autopistas.

Por otra parte, el presente proyecto est vinculado con el Plan de

desarrollo econmico y social de la Nacin Simn Bolvar (2007-2013), cuyo

proceso orientado hacia su construccin se inici a partir del 2 de febrero de 1999,

desde entonces Venezuela est pasando por un periodo de transicin poltica que

pretende transformar los sistemas sociales y econmicos, a un sistema socialista.

Se considera que el proyecto es uno de los engranajes que contribuira a la

realizacin de dicho plan, por estar sujeto dentro sus lneas estratgicas a travs de

las siguientes directrices:

I Nueva tica Socialista.

Dentro de este marco, es justamente la necesidad de plantear un progreso

sustentable basndose en el pensamiento social y desarrollo de la condicin

humana, lo que hace que este proyecto de ndole ecolgica tome su auge, y salga

del marco impuesto por la bsqueda de la ganancia, para entrar en la perspectiva

de una sociedad donde el beneficio personal signifique el beneficio para todos y

un progreso donde se anteponga los intereses ambientales de los intereses

econmicos.

De igual manera, el proyecto entra en concordancia con el literal (I.3.3.1.)

Fomentar el trabajo creador y productivo; mediante la creacin para una planta

productora de un desinfectante biodegradable.

II Suprema Felicidad Social.

Propone la refundacin de la Nacin Venezolana, la cual hunde sus races

en la fusin de los valores y principios de lo ms avanzado de las corrientes

humanistas del Socialismo y de la herencia histrica del pensamiento de Simn

Bolvar.

La principal finalidad de este proyecto es disminuir el impacto ambiental

que ocasionan el uso de los desinfectantes regulares, dando paso a un nuevo

modelo productivo social, que incluya el equilibrio de las necesidades humanas

con el medio ambiente, lo que se encuentra en afinidad con los siguientes literales:

Literal (n), el cual contempla: La implementacin de un modelo de

desarrollo que coloque al ser humano en el centro de su atencin debe reconciliar

su relacin con el medio ambiente, impulsando un modelo de produccin y de

consumo que ponga lmites al crecimiento sin postergar los derechos de los

pobres.

Literal (o). La educacin ambiental debe permear todos los estratos

sociales y todos los niveles educativos.

As como en el objetivo II.3.7.1 Incentivar un modelo de produccin y

consumo ambientalmente sustentables.

IV Modelo Productivo Socialista:

Una de las lneas que ms se compromete con el proyecto, es la nmero IV.

Modelo Productivo Socialista, se pretende desarrollar un nuevo modelo de

produccin que sea ecolgicamente sustentable e inculque a la sociedad

venezolana un sentido de pertinencia social que est en equilibrio con el ambiente,

en ella se enfoca y se contemplan textualmente los siguientes objetivos que estn

vinculados con el proyecto:

IV-2.1 Desarrollar el nuevo modelo productivo endgeno como base econmica

del Socialismo del Siglo XXI y alcanzar un crecimiento sostenido.

IV-2.4 Desarrollar la industria bsica no energtica, la manufactura y los servicios

bsicos.

IV-3.3 Fortalecer los sectores nacionales de manufactura y otros servicios.

IV-3.3.4 Promover el aumento de la productividad.

IV-3.12 Incrementar la cultura cientfica.

En cuanto a la vinculacin con el marco legal venezolano, estas

representan las bases sobre las cuales el proyecto va a determinar el alcance y

naturaleza de la participacin poltica. A la hora de reflejar nuestro producto en la

legalidad, se encuentra sustentado en las siguientes provisiones regulatorias y

leyes que rigen el pas:

Constitucin de la Repblica Bolivariana de Venezuela.

Captulo IX de los derechos ambientales:

Artculo 129 - Todas las actividades susceptibles de generar daos a los

ecosistemas deben ser previamente acompaadas de estudios de impacto

ambiental y socio cultural. Gaceta Oficial de la Repblica de Bolivariana de

Venezuela No. 36.860 del 30 de Diciembre de 1999.

Ley orgnica del ambiente:

La presente Ley tiene por objeto establecer dentro de la poltica del desarrollo

integral de la Nacin los principios rectores para la conservacin, defensa y

mejoramiento del ambiente en beneficio de la calidad de la vida.

Artculo 19: Las actividades susceptibles de degradar el ambiente quedan

sometidas al control del Ejecutivo Nacional por rgano de las autoridades

competentes.

Cualquier actividad capaz de degradar el ambiente que sea realizada por alguna

industria o en su defecto por algn producto elaborado solo con un fin comercial y

lucrativo, se vern en la obligacin de permitir la intervencin y control de las

autoridades, en este caso por la direccin competente del Ejecutivo Nacional.

Ley Penal del Ambiente

Artculo 1.- La presente Ley tiene por objeto tipificar como delitos aquellos

hechos que violen las disposiciones relativas a la conservacin, defensa y

mejoramiento del ambiente, y establece las sanciones penales correspondientes.

As mismo, determina las medidas precautelativas, de restitucin y de reparacin

a que haya lugar.

Ley Orgnica de Ciencia, Tecnologa e Innovacin

Esta ley respalda el proyecto especficamente en el Artculo 7, de los

Principios bioticos. El Ejecutivo Nacional, mediante los organismos

competentes, velar por el adecuado cumplimiento de los principios bioticos y

ambientales en el desarrollo de la investigacin cientfica y tecnolgica, de

conformidad con las disposiciones de carcter nacional y los acuerdos

internacionales suscritos por la Repblica:

Artculo 29. Invencin e innovacin popular. El Ministerio de Ciencia y

Tecnologa crear mecanismos de apoyo, promocin y difusin de invenciones e

innovaciones populares, propiciando su transformacin en procesos, sistemas o

productos que generen beneficios a la poblacin o logren un impacto econmico o

social.

Normas Sobre Evaluacin Ambiental De Actividades Susceptibles De

Degradar El Ambiente

Artculo 1. Estas Normas tienen por objeto establecer los procedimientos

conforme a los cuales se realizar la evaluacin ambiental de actividades

susceptibles de degradar el ambiente.

Artculo 2. La evaluacin ambiental se cumplir como parte del proceso de toma

de decisiones durante la formulacin de polticas, planes, programas y proyectos

de desarrollo, a los fines de la incorporacin de la variable ambiental en todas sus

etapas.

Normas para la clasificacin y el control de la calidad de los cuerpos de agua

y vertidos o efluentes lquidos (Decreto 883)

Considerando que es deber del Estado la proteccin de las cuencas

hidrogrficas, la clasificacin y el control de la calidad de los cuerpos de agua y el

control de los vertidos o efluentes lquidos susceptibles de degradar el medio

acutico y alterar los niveles de calidad exigibles para preservar y mejorar el

ambiente.

Artculo 1. El presente Decreto establece las normas para el control de la

calidad de los cuerpos de agua y de los vertidos lquidos.

1.4. Caracterizacin Socio-Econmica.

La economa de mercado Venezolano est orientado a las importaciones,

la principal actividad econmica de Venezuela es la industria petrolera, desde

1958 hasta nuestros das toda la panormica econmica del pas se ha inclinado

hacia la renta petrolera, ello significa que todava se sigue dentro de los esquemas

de una economa monoproductora. Sin embargo, se cuenta con extensos recursos

que pueden permitir una variada produccin y es justamente donde juega un papel

muy importante el desarrollo e impulso a las nuevas industrias que sean capaces

de crear nuevas fuentes de ingresos econmicos.

El proyecto planteado se fundamenta en esta idea, promover la industria

nacional como fuente econmica, permitiendo el despliegue de nuevas

tendencias, que no se basen nicamente en un sistema monoproductor. El

desinfectante como va de produccin nacional, fomentar el desarrollo

endgeno, impulsando nuevas tecnologas en el pas, el crecimiento empresarial

venezolano y crea nuevas fuentes de ingreso y empleo, logrando satisfacer las

necesidades de la poblacin.

La necesidad de crear este producto est asociada en gran medida a dar

una respuesta efectiva y ecolgica a la demanda de desinfectantes presentada en

Venezuela, para evidenciarlo se presenta en el siguiente cuadro las cifras y costos

de las importaciones de desinfectantes en el pas desde el ao 2005 hasta el ao

2010, segn el Instituto Nacional de Estadstica.

Tabla N1: Cantidad y costos de las importaciones de desinfectantes en

Venezuela.

Fuente: Instituto Nacional de Estadstica (INE), cdigo arancelario 38.08.

Cabe destacar que la utilizacin de desinfectantes abarca un campo muy

amplio, se extiende desde las industrias alimentarias hasta la vida cotidiana, hay

lugares en donde se hace indispensable como es el caso de las instituciones de

salud, prcticamente no hay mbito de la vida social que no lo emplee, por lo que

se genera en consecuenciauna gran demanda del uso de desinfectantes qumicos,

tal y como se expone en el cuadro N1, donde la cantidad de toneladas importadas

son significativas, lo que traduce que la produccin nacional no cubre

completamente lo que requiere la poblacin venezolana.

Importacin de desinfectante en Venezuela

Ao Ton/Ao Costos mil $

2005 611,081 1954,60

2006 1731,335 5483,63

2007 2419,936 7941,65

2008 2068,108 7027,76

2009 1483,932 5670,54

2010 1445,586 5577,49

El diseo planteado pretende sustituir como mnimo un 33% de la

demanda total de importaciones, para ello se estableci la capacidad de

produccin de la planta de desinfectante biodegradable tomando como base las

cifras de importacin para el 2010 (1.445.585,73 Kg/ao), lo que representa una

produccin de 477.043,29 (Kg/ao), si se considera operar los 12 meses al ao

queda una demanda mensual de 39.753,61 Kg, se propone que la planta trabaje de

lunes a viernes por lo que la produccin diaria quedara 1987,68 Kg para

aproximarlo se trabajara bajo la produccin de 2000 Kg; en Venezuela segn la

Ley Orgnica del Trabajo, captulo II de la Jornada de Trabajo, articulo 195,

establece que la jornada laboral no podr exceder de ocho (8) horas diarias, ni de

cuarenta y cuatro (44) semanales, por lo que para cubrir la demanda de

produccin diaria se estima la manufactura de 250 Kg/h de desinfectante

biodegradable, de esta manera se estara cubriendo y sustituyendo las

importaciones de una manera ecolgica parte de la demanda presentada.

De igual forma el proyecto plantea la fabricacin del componente activo

utilizado como materia prima del desinfectante.

CAPITULO II CARACTERIZACIN TCNICA

2.1. Descripcin tcnica del Proceso y diagrama de Flujo.

2.1.1 Produccin del cido Peractico.

El proceso comienza cuando una corriente de Perxido de Hidrgeno es

enviada a un reactor tipo tanque con agitacin continua (TAC) R-101, junto a otra

corriente de cido Actico, a una temperatura de 25 C y 1,48 atm de presin,

donde en presencia de un catalizador de cido Sulfrico ocurre la siguiente

reaccin exotrmica:

A la salida del reactor, se obtiene una corriente liquida de Acido

Peractico, Acido Actico, Perxido de Hidrogeno y agua, a una temperatura

35C y 1,48 atm de presin, esta corriente es enviada a una columna de destilacin

azeotrpica C-101, donde es puesta en contacto con una corriente de

Metilterbutileter como solvente al 95% de pureza, el cual entra por el tope de

columna con la finalidad de separar el agua de los cidos y romper el azeotropo.

La operacin de separacin se lleva a cabo a una presin al 1,48 atm y

temperaturas entre 76 y 133 C, obteniendo como residuo una corriente de cido

Actico, Acido Peractico y Perxido de Hidrogeno; como corriente de tope se

obtiene agua y Metilterbutileter, esta corriente es enviada a un separador bifsico

liquido-liquido V-101, con la finalidad de recuperar el solvente. La corriente de

agua separada sale fuera del proceso y la corriente de solvente es recirculada a la

columna, donde se une con la corriente de solvente puro e ingresa nuevamente al

proceso por el tope de la columna.

La corriente de residuo en el fondo de la columna C-101, es bombeada

desde la P-101, entrando como alimentacin a otra torre de separacin por

destilacin C -102, a una temperatura de 136 C y presin de 1,77 atm, donde se

separa el Acido Actico y el acido Peractico, se obtiene un destilado de

composicin en cido Peractico de 94% y el resto en Agua. El residuo adquirido

es cido Actico al 97% el cual es recirculado a la primera corriente para ser

ingresado nuevamente al proceso por el reactor.

2.1.2. Produccin del Desinfectante.

DESINFECTANTE

El proceso comienza cuando una corriente de agua cruda es bombeada

desde la P-201 a un filtro de lecho profundo FIL-201, la corriente de agua

resultante es enviada a un proceso de intercambio inico para desmineralizarla, en

donde atraviesa dos columnas de resinas en serie, catinica C-201 A/B y aninica

C-202 A/B, las cuales constan de lechos donde ocurre un intercambio en el cual

los iones impuros presentes en el agua son reemplazados por iones que despide la

resina. Los iones impuros son retenidos por la resina que debe ser regenerada

peridicamente para restaurarla a su forma inica original, para lo cual se utiliza

como solucin regenerante en la resina catinica cido Sulfrico y en la aninica

Hidrxido de Sodio.

El agua desmineralizada obtenida de este proceso es enviada a un tanque

mezclador M-101 donde se unificala mezcla entre los aditivos y el compuesto

activo cido Peractico, luego de tener una mezcla totalmente homognea se

obtiene un producto de 5% en cido Peractico y 95% en Inertes que estn

comprendidos por Aromticos, estabilizantes, Colorante y Agua el cual es enviado

a un sistema de envasado y etiquetado para su distribucin a los comercios y su

expendido.

La corriente de emulsionantes es proveniente de un tanque TK-103 que es

unificada en un mezclador M-102 junto a una corriente de aromticos

provenientes de un tanque TK-104, esta unin se debe a que los estabilizantes son

los encargado de mantener la uniformidad dentro del producto deseado, la

corriente obtenida del M-102 en enviada al mezclador M-101.

Por otro lado las corrientes de Estabilizantes y Colorante son provenientes

de tanques TK-101 y TK-102 respectivamente, las cuales son enviadas al

mezclador M-101 con el fin de consolidar una mezcla homognea y obtencin del

producto final.

2.2. Diagrama de Flujo del cido Peractico.

06/11

B5

Dibujado

Aprobado

Escala

S/N

Ronald Suarez 06/11

Escala

S/N

Nombre Fecha

IUT - RC

Produccin de cido Peractico

Bracho Beatriz

Conde Maglenys

Aprobado

Reposicin

cido Actico

Perxido de

Hidrgeno

E-102

E-101

E-104

E-103

P-101

gua

R-101

Reactor

V= 1,71 m3

d= 1,5 m

h= 2 m

RPM= 150

1

C-101

Columna de Destilacin

d= 0,76 m

h= 16 m

Etapas tericas= 20

C-102

Columna de Destilacin

d= 2,5 m

h= 49 m

Etapas tericas= 55

V-103

Separador de Tres Fases

V= 3 m3

L= 4 m

d= 1 m

Reposicin

Solvente

2

4

5

6

7

8

9 10

12

C-102C-101

V-101

11

cido Actico

Perxido de

Hidrgeno

3

13

R-101

E-105

TK-101

cido

Peractico

TK-101

Tanque de

Almacenamiento

2.2.1 Diagrama de Flujo del Desinfectante Biodegradable.

06/11

B5

Dibujado

Aprobado

Escala

S/N

Ronald Suarez 06/11

Escala

S/N

Nombre Fecha

IUT - RC

Produccin de desinfectante biodegradable

Bracho Beatriz

Conde Maglenys

Aprobado

M-201

V-202

FIL-201

P-201

Agua

M-202

TK-204TK-202

Colorante

TK-203

Emulsionantes Aromticos

TK-201

Estabilizantes

V-201

V-204

V-203

V-205

cido

Peractico

FIL-201

Filtro de Lecho Profundo

M-201

Mezclador

d= 1,2m

h=2,5m

RPM= 150

M-202

Mezclador

d= 0,5m

h=1,5m

RPM= 150

2

1

4

6

87

9

10

11

12

Desinfectantecido

SulfricoHidrxido

De Sodio

5

3

C-201 A/BC-202 A/B

C-201 A/B y C-202 A/B

Sistema de Intercambio Inico

Vaninica=16 m3

Vcatinica= 12 m3

TK-201

Tanque de

Almacenamiento

V= 0,5m3

d= 0,5m

h=3m

TK-202

Tanque de

Almacenamiento

V= 1,1m3

d= 1m

h=1,5m

TK-203

Tanque de

Almacenamiento

V= 5,5m3

d= 1m

h=3,5m

TK-204

Tanque de

Almacenamiento

V= 5,5m3

d= 1m

h=3,5m

2.3. Balance de Masa y de Energa parciales y globales.

2.3.1 Tabla N 2.-Balance de masa de cido Peractico

Condiciones

Corrientes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Flujo Msico (Kg/h)

588,9

248

1291

1880

1408

1182

132,4

47,36

122.67

524,3

226,3

75.31

1049

Flujo Molar (Kmol/h)

25 4,5 25 50 25,82 19,17 1,78 0.57 1.5 24,81 6,65 0,93 17,39

Temperatura (C)

25 25 25 35,4 135 139,9 117,6 25 25 64,6 169,3 64,6 130,9

Presin (atm)

1,48 1,48 1,48 1,48 1,48 1,79 1,28 1,97 1.97 1,48 1,77 1,48 1,48

Fraccin de Vapor

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

Composiciones

Perxido de Hidrogeno 0,50 - - 0,15 0,24 - - - - - 0.99 - -

cido Actico - 0,80 0,94 0,46 0,65 0,87 0,04 - 0,04 0,10 0,01 0,04 0,97

Agua 0,50 0,20 0,04 0,33 0,01 - 0,01 0,02 0,01 0,80 - 0,01 -

Solvente (MTBE) - - - - - - - 0,98 0,95 0,09 - 0,94 -

cido Peractico - - 0,02 0,06 0,10 0,13 0,95 - - 0,01 - 0,01 0,03

2.3.2 Tabla N 3.- Balance de masa de Desinfectante Biodegradable.

Condiciones

Corrientes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Flujo Msico (Kg/h) 12,5 231,75 231,75 231,75 231,75 231,75 0,25 0,5 2,5 2,5 5 250

Flujo Molar(Kmol/h) 0,17 12,86 12,86 12,86 12,86 12,86 0,14 0,04 0,14 0,14 0,23 13,35

Temperatura (C) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25

Presin (atm) 1 1 3,4 **** **** **** 1,4 1,4 1,4 1,4 1,2 1,2

Composiciones

Acido Actico 0,048 - - - - - - - - - - 0,003

Agua 0,004 1 1 1 1 1 - - - - - 0,927

Acido Peractico 0,948 - - - - - - - - - - 0,047

Estabilizantes - - - - - 1 - - - - 0,001

Colorantes - - - - - - 1 - - - 0,002

Aromticos - - - - - - - - 1 0,5 0,01

Emulsionantes - - - - - - 1 - 0,5 0,01

2.3.1 Balance de energa global produccin de cido Peractico.

Corriente

Entrada de Flujo

de Entalpia

(KJ/h)

Salida de Flujo

de Entalpia

(KJ/h)

1 -1749 -

2 -2954 -

7 - -186,3

8 -136,7 -

10 - -1996

11 - -324

13 - -2153

Subtotal de energa

en las corrientes

Corriente

-4839,7 -4659,3

Operaciones

Unitarias

Flujo de Energa

de Entrada

(KJ/h)

Flujo de

Energa de

Salida (KJ/h)

Qc T-101 - 1357

Qr T-101 1450 -

Wb P-101 0,1049 -

Qc C-102 - 1,02E+04

Qr C-102 1,02E+04 -

Subtotal de energa

en las Operaciones

Unitarias

1,16E+04 1,16E+04

Total Energa

Requerida 6800,40 6897,7

2.3.3 Modelo de clculo para balance de materia del cido peractico.

Balance de Materia para la produccin del cido Peractico.

13

67

C-102

Estableciendo un balance global en el sistema que para este caso sera el

mezclador se obtiene lo siguiente:

Balance Global.

Para este caso se conoce la corriente de entrada y sus composiciones y se

establecieron las composiciones de salida para cada compuesto tanto en la fase de

vapor y en la fase lquida, se procedi a plantear un balance parcial para

cualquiera de los compuestos involucrados, para este caso fue en cido Peractico

y determinar as los flujos de los productos, para lo cual se utilizaron as siguientes

ecuaciones:

Balance Parcial en cido Peractico.

Despejando una de las corrientes se obtiene:

( ) ( )

(

) ( )

(

) ( )

Despejando la corriente 13 y sustituyendo la ecuacin anterior en el balance:

(

)

(

)

Una vez obtenida la corriente 13 se calcula la corriente 7 mediante el balance

global.

2.3.3 Modelo de clculo para balance de materia de Desinfectante

Biodegradable.

M-201

1

6

8

11

12

7

Estableciendo un balance global en el sistema que para este caso sera el

mezclador se obtiene lo siguiente:

Balance Global.

Dado que se conoce solo la corriente del producto final y sus

composiciones se deben plantear balances parciales por cada compuesto y

determinar as el flujo de entrada de cada corriente para lo cual se procedi a

utilizar los siguientes balances parciales:

Balance Parcial en Agua corriente 6.

Balance Parcial en Colorante corriente 8.

Balance Parcial en Estabilizantes corriente 7.

Balance Parcial en corriente 11.

Balance Global.

( )

(

)

2.4 Listado de equipos del proceso

2.4.1 Listado de equipos para la produccin de cido Peractico:

Equipos Dimensionados:

Reactor Continuo con agitador.

Columna de destilacin Azeotropica multicomponente.

Separador Bifsico.

Columna de destilacin binaria

Equipos Seleccionados

Bomba Centrifuga.

2.4.2 Listado de equipos para la produccin de Desinfectante Biodegradable:

Equipos Seleccionados

Filtro de Lecho profundo

Bomba

Equipos Dimensionados

Mezclador MD-201

Tanques T-201, T-202, T-203 y T-204

Mezclador MD-202

Columnas de resinas aninicas y catinicas

2.5. Dimensionamiento de equipos.

2.5.1 Dimensionamiento de equipos de la produccin de cido Peractico.

Reactor R-101: Reactor tipo tanque de agitacin continua TAC.

Para el dimensionamiento del reactor es importante resaltar que la reaccin

para la produccin del cido Peractico es de segundo orden y en fase lquida,

por lo tanto los clculos para el tiempo de respuesta quedaran expresados

matemticamente de la siguiente manera:

( )

( )

Se obtuvo la constante de velocidad de reaccin K a travs de una

publicacin de Zhao et al. En el ao (2007). En la cual mediante una experiencia

prctica se estimaron las constantes para las diferentes concentraciones y

temperaturas siendo la de esta

.

Con la siguiente variable se determin el tiempo de respuesta obteniendo

un valor de 0,987 h.

( )

Finalmente se procedi a obtener el volumen del reactor continuo el cual

fue de 1,71 m3

Tabla. 5.- Variables del reactor R-101.

Dentro del diseo del reactor se encuentra inmerso un sistema de

agitacin, para la determinacin del impulsor o tipo de agitador se efectu el

mismo proceso que para el caso los mezcladores, dimensionamiento que se

explica ms adelante. Se realizo un proceso de preseleccin con diferentes tipos

de agitadores tipo turbina y se calcularon todas sus propiedades: dimetro del

impulsor (Da), Numero de Reynolds (NRe), Numero de potencia (Np), Potencia

(P), distancia entre el impulsor y fondo del tanque, (E), Longitud del impulsor (L),

ancho del impulsor (W), espesor de las placas reflectoras (J), tal y como se

exponen a continuacin, con el fin de compararlos y elegir en que ms se adapte a

nuestros requerimientos. .

Tabla. N6.- Dimensiones del reactor R-101 para

K (

) Cao (

) (h) V (m

3)

0,007725 16,19 0,987 1,71

Tipo de Rodete Da

(m) NRe(Adim)

NP

(Adim) P (W)

E

(m)

L

(m)

W

(m) J (m)

Turbina tres (3)

palas inclinadas

0,37

276446

1,0

108

0,37

0,09

0,09

0,113

Turbina seis (6)

palas planas

verticales

0,37

276446

6,0

650

0,37

0,09

0,05

0,113

Turbina seis (6)

palas planas

estrechas

0,37

276446

2,6

282

0,37

0,09

0,02

0,113

Turbina de palas

planas

0,37

276446

1,2

130

0,37

0,09

0,09

0,113

Nota: Las dimensiones antes calculadas son para una altura de h=1,7m, un

dimetro de d=1,13m y una Velocidad de agitacin de RPM=150.

Como puede evidenciarse las caractersticas entre las placas varan muy

poco entre s, sin embargo, lo que significo una razn contundente para la

seleccin fue la potencia requerida por cada tipo de impulsor o turbina, siendo la

ms adecuada para este caso la turbina de tres palas inclinadas dado que estas

consumen menos potencia que una de palas verticales. Tambin es importante

resaltar que para todos los tipos de rodete se tomo en cuenta los deflectores, los

cuales son necesarios para reducir los remolinos y vrtices en el mezclado, es

decir, para que se mezcle y no todo gire en una sola direccin.

Columnas de destilacin C-101 Y C-102.

Para el dimensionamiento bsico de las columnas de destilacin para el

proceso de produccin de acido peractico, se utilizo un programa de simulacin

denominado HYSYS, el cual es un programa interactivo enfocado a la ingeniera

de procesos, que permite estimar todos los clculos asociados con el

requerimiento de energa, materia, mecanismos de transportes, entre todas las

propiedades de los componentes involucrados en el proceso. Los clculos fueron

realizados bajo en modelo termodinmico UNIQUAC, el cual predice el

comportamiento de las fases de las mezclas qumicas de multicomponentes como

es el caso de la columna C-101. A partir de la simulacin del proceso de

produccin se pudo estimar el nmero de platos tericos, la energa requerida por

el calderin y los condensadores, la relacin de reflujo, los balances de masa y

energa de cada proceso, los cuales sern reflejados en las hojas de

especificaciones de los equipos.

Seleccin del tipo de columna.

El requisito fundamental en todos los procesos en los cuales se pretende un

intercambio de materia, es proporcionar grandes reas de contacto entre las fases,

en este caso lquido - gas. Por esta razn, es que el diseo se basar en columnas

empacadas o de rellenos, tomando en cuenta que en los aos recientes ha

aumentado el rango de aplicacin de esta tecnologa, por sus caractersticas de

gran capacidad, buena eficiencia, baja cada de presin y disminucin de costos.

Las principales ventajas que influyeron para seleccionar en el diseo de

torres de relleno fueron las siguientes:

Prdida de Presin: Pueden operar a menos prdidas de presin que los

otros tipos de columnas y tienen ms aplicacin en operaciones como

destilacin al vaco, como es el caso de la planta productora de acido

peractico, este componente a temperaturas mayores de 50 C puede ser

explosivo, por lo que se necesita para su separacin presiones al vacio.

Retencin de Lquido: El lquido retenido es menor en columnas

empacadas que las de otro tipo. Esto es importante cuando el lquido se

deteriora a altas temperaturas.

Sistemas Corrosivos: Por trabajar con cidos el proceso es corrosivo y las

columnas empacadas pueden emplearse utilizando empaques elaborados

de cermica o plsticos.

Espumas: El sistema a separar es espumoso por el perxido de hidrogeno

y los cidos involucrados, estos pueden ser tratados con mayor facilidad

por su relativo bajo grado de agitacin del lquido. Las torres empacadas

operan con menor burbujeo del gas a travs del lquido.

Dimetro de la Columna: Para columnas menores de un metro de

dimetro, factores como bajo costo, hacen usualmente que las columnas

empacadas presenten una mejor alternativa.

Relacin Lquido - Gas: Las columnas empacadas presentan una mejor

alternativa y trabaja con valores altos de L/G.

Existen diferentes tipos de rellenos segn sea el caso en estudio, para el

dimensionamiento de la columna de destilacin azeotropica al vacio C-101 y la

columna de destilacin al vacio C-102, se preseleccionaron cinco tipos de rellenos

de1 y 2 pulgadas, siguiendo los parmetros que se utilizan para su clasificacin

tales como: dimensiones nominales, superficie especifica por unidad de volumen

(a), porosidad o fraccin de vaco, (), factor de Relleno, (F), como se representan

en la siguiente tabla:

TABLA N7.- PRESELECCIN Y PROPIEDADES DE LOS DIFERENTES

TIPOS DE RELLENOS EN LA COLUMNA C-101 Y C-102.

Para la determinacin del tipo de relleno en las columnas C-101 y C-102

se calcularon con cada uno los dimetros y alturas que requiere la torre para

operar y realizar satisfactoriamente la separacin deseada, mediante el mtodo de

clculo propuesto por las correlaciones de Norton. Cabe destacar que estos

clculos se realizaron basados en el punto de operacin mas critico de la columna

en donde existe la mayor relacin de flujo de lquido y gas, se presenta a

Tipo de

Relleno Material

Tamao

(mm)

Factor de

Empaque

Superficie

especifica

(m2/m3)

Porosidad

Constante de

correlacin

de HTEP de

Norton

N

Anillos

Rasching

Cermica

25

155

190

0,73

1,13080

Berlsaddles Cermica 25 110 249 0.69 1,13080

Intalox Saddles Cermica 25 98 256 0,77 1,13080

Super Intalox Cermica 25 60 207 0.90 1,13080

Telleretes Plstico 25 40 180 0.87 1,13080

Anillos

Rasching Cermica 50 65 92 0,74 1,65480

Berlsaddles Cermica 50 45 105 0,72 1,72330

Intalox Saddles Cermica 50 40 118 0,79 1,72330

Super Intalox Cermica 50 30 105 0,81 1,72330

Telleretes Plstico 50 20 112 0,93 1,65480

continuacin las propiedades ms relevantes de las dos columnas en su punto

crtico de operacin:

TABLA N8.- PROPIEDADES DEL PLATO N 20, PUNTO CRTICO

COLUMNA C-101:

Caudal

del Gas

(Kg/h).

Caudal

del

Lquido

(Kg/h).

Densidad

del Gas

(Kg/m3).

Densidad

del

lquido

(Kg/m3).

Viscosidad

del lquido

(cp).

Presin

(atm).

Temperatura

(C).

Tensin

Superficial

(dyne/cm)

11609,3

12242,8

2,723

968,1

0,2296

1,48

133

22,62

TABLA N 9.- PROPIEDADES DEL PLATO N 55, PUNTO CRTICO

COLUMNA C-102:

Caudal

del Gas

(Kg/h).

Caudal

del

Lquido

(Kg/h).

Densidad

del Gas

(Kg/m3).

Densidad

del

lquido

(Kg/m3).

Viscosidad

del lquido

(cp).

Presin

(atm).

Temperatura

(C).

Tensin

Superficial

(dyne/cm)

95928,6 97032,7 2,785 928,1 0,3298 1,48 130,9 18,73

NOTA: Estas propiedades fueron obtenidas mediante el simulador de procesos

HYSYS Procces.

Calculo del dimetro de la columna.

La correlacin de Norton sostiene que una vez delimitadas las propiedades

caractersticas de los fluidos se procede al clculo del Factor de Flujo Liquido-

Vapor que viene dada por la siguiente ecuacin:

Segn los criterios de diseo, en las columnas de destilacin para todos los

tipos de relleno el parmetro de cada de presin es de 40 mm de H2O /m de

empaque, mediante el grafico parmetros de curva de cadas de presin mm de

H2O /m de empaque generalizados por las correlaciones de Norton, K4 en funcin

de FLV, (Ref: ChemicalEngineering, Volume-6, COULSON & RICHARDSON'S,

Ver Anexo N 4), teniendo el valor de FLV se determina K4 en el punto de de

cada de presin de diseo y en el punto de inundacin de la columna, lo que para

las dos operaciones de separacin utilizadas en el proceso fueron 1,5 y 4,8

respectivamente.

Con estos datos se calcula el porcentaje tentativo de inundacin en la torre

y la velocidad del flujo msico de gas (Kg/m2.s), que se estima bajo las siguientes

ecuaciones:

( )

(

)

Donde:

K4= Factor de correlacin de Norton para el parmetro de cada de presin.

V= Densidad del gas.

L= Densidad del liquido.

Fp = Factor de empaque.

L= Viscosidad del liquido.

A continuacin se estable una relacin que permite determinar el rea

superficial tentativa de la torre, mediante las velocidades del flujo y

posteriormente el clculo del dimetro de la columna.

Una vez obtenido el dimetro de la columna se estandariza para el clculo

del rea superficial y % de inundacin terico.

Generalmente, las torres empacadas deben ser operadas entre 60 y 85% de

inundacin. Diseos ajustados corren riesgo de tener arrastre excesivo de lquido

o una constante inundacin. Por otra parte una operacin a muy pequeos

porcentajes de inundacin es indeseable, tanto econmicamente como a una

reduccin en la eficiencia.

Calculo de la altura de la columna.

El clculo de la altura de la columna en torres empacadas segn la

correlacin de Norton, solo es aplicable cuando la tensin superficial del lquido

es mayor 4 dyne/cm pero menor a 36 dyne/cm y la viscosidad del liquido es

mayor a 0,08 cP pero menor a 0,83 Cp. Se busca para cada empaque la constante

de correlacin de HTEP de Norton (N), (Ref.: RandomPackings and

PackedTowerlsStrigle. Ver Anexo N5) y se aplica la siguiente ecuacin:

Donde:

n= Constante HTEP de correlacin de Norton.

= Tensin Superficial del liquido.

= Viscosidad del liquido.

En este sentido, para columnas que tienen menos de quince etapas tericas,

se considera que el 20% ms del HETP es aceptable, para separaciones que

requieren ms de quince etapas tericas se considera el 15% ms de HETP.

Teniendo los HTEP, que representan la altura de los empaques, se

multiplican por los nmeros de platos tericos requeridos por la separacin y se

obtiene la altura de la columna. En la columna C-101 se requieren 20 etapas

tericas, mientras en la columna C-102 55 etapas tericas.

A continuacin se presenta las tablas de resultados de altura y dimetro

para las columnas C-101 y C-102, con diferentes tipos de rellenos, para su

posterior seleccin.

TABLA N10.- DIMETRO DE LA COLUMNA C-101.

Tipo de Relleno

Dimetro

de

empaque

Dimetro de la

columna

(m)

Dimetro de

la columna

nominal (m)

Dc/d % de

inundacin

Anillos

Rasching

25

1,15

1

46

76,82

Berlsaddles

25

1,05

0,914

42

77,39

Intalox Saddles

25

1,03

0,914

41,2

73,05

Super Intalox

25

0,91

0,762

36,4

82,31

Telleretes

25

0,82

0,762

32,8

67,21

Anillos Rasching 50 0,93 0,914 18,28 59,49

Berlsaddles

50 0,85 0,762 15,24 71,82

Intalox Saddles

50 0,82 0,762 15,24 67,20

Sper Intalox

50 0,76 0,762 15,24 58,2

Telleretes

50 0,69 0,601 12,19 74,25

TABLA N 11.- ALTURA Y HETP DE LA COLUMNA C-101.

Tipo de

Relleno

Tamao de

Relleno

(mm)

HETP de la

columna

(m)

Considerando

Factor 20%

(m)

Considerando

Factor 15%

(m)

Altura de

la

columna

(m)

Anillos

Rasching

25 0,39 0,46 0,44 8,8

Berlsaddles

25 0,39 0,46 0,44 8,8

Intalox

Saddles

25 0,385 0,46 0,44 8,8

Super Intalox

25 0,385 0,46 0,44 8,8

Telleretes

25 0,385 0,46 0,44 8,8

Anillos

Rasching

50 0,65 0,78 0,74 14,8

Berlsaddles

50 0,69 0,83 0,80 16

Intalox

Saddles

50 0,69 0,83 0,80 16

Super Intalox

50 0,69 0,83 0,80 16

50 0,65 0,78 0,74 14,8

Telleretes

TABLA N12.- DIMETRO DE LA COLUMNA C-102.

Tipo de

Relleno

Dimetro

del

Empaque

(mm)

Dimetro de

la columna

(m)

Dimetro de la

columna

estandarizado

(m)

Dc/d

% de

inundacin

Anillos

Rasching

25

3,36

3,04

134,4

72,31

Berlsaddles

25

3,08

2,74

123,2

74,82

Intalox

Saddles

25

3,00

2,74

120

70,62

Super Intalox

25

2,65

2,28

106

77,88

Telleretes

25

2,39

1,98

95,6

84,66

Anillos

Rasching

50

2,70

2,59

51,8

63,11

Berlsaddles

50

2,47

2,43

48,76

59,28

Intalox Saddles

50

2,39

2,28

45,72

63,59

Super Intalox

50

2,23

2,134

42,67

63,22

Telleretes 50 2,017 1,828 36,56 70,26

TABLA N13.- ALTURA Y HETP DE LA COLUMNA C-102:

Tipo de

Relleno

Dimetro

del

empaque

(mm)

HETP

de la

columna

(m)

Considerando

Factor 20%

(m)

Considerando

Factor 15%

(m)

Altura

de la

columna

(m)

Anillos

Rasching

25

0,431

0,52

0,50

27,5

Berlsaddles

25

0,431

0,52

0,50

27,5

Intalox

Saddles

25

0,431

0,52

0,50

27,5

Super

Intalox

25

0,431

0,52

0,50

27,5

Telleretes

25

0,431

0,52

0,50

27,5

Anillos

Rasching

Cermica

50

0,73

0,87

0,84

46,2

Berlsaddles

50

0,77

0,93

0,89

48,95

Intalox

Saddles

50

0,77

0,93

0,89

48,95

Super

Intalox

50

0,77

0,93

0,89

48,95

Telleretes

50

0,73

0,87

0,84

46,2

Seleccin del relleno de la columna.

Luego de calcular los dimetros y alturas correspondientes a los diferentes

tipos de rellenos, para la seleccin se tomo en cuenta los parmetros y criterios de

diseo para optar por el que ms se ajuste a los valores establecidos.

La velocidad ptima econmica suele corresponder a la parte ms baja de

la zona de carga, siendo del orden del 50% de la velocidad de inundacin. En la

prctica industrial, para los tipos de relleno ms conocidos, el porcentaje de

inundacin recomendado es el siguiente:

Anillos Rasching 60% - 80%

Monturas Berl 65% - 80%

Monturas Intalox 65% - 85%

Telleretes 75% - 100%

Para evitar las canalizaciones o caminos preferenciales debe escogerse un

dimetro de columna y de relleno en los siguientes rangos:

Para Anillos Rasching D/d > 30

Para Anillos Pall D/d > 15

Para Monturas D/d > 10

Segn los criterios de diseo, en la columna C-101 el relleno seleccionado

fue los IntaloxSadles de 50 mm, por tener 67% en porcentaje de inundacin y

segn la correlacin de Lobo podra operar cerca del 70% del flujo de inundacin,

por poseer la relacin Dc/d que mas se ajusta a los parmetros de diseo, ser de

material resistente a la corrosin, y qumicamente inerte a los fluidos con los que

se ha de operar, tener una gran superficie humedecida por unidad de volumen de

118 m2/m

3, lo que genera en consecuencia un rea interfacial potencial grande

para el contacto de las fases, tener el mejor volumen de vacio con respecto a los

dems rellenos que se encuentran entre los rangos de diseo, lo que permite fluir

cantidades razonables de las fases sin que existan cadas serias de presin.

Con la seleccin de Intalox Saddles de 50mm como relleno, las

dimensiones de la columna tendran 0,762m de dimetro, una altura de empaque

de 0,80 m y una altura total de 20m.

En el caso de la columna C-102, las relaciones de Dc/d, en todos los casos

se alejan de los criterios de diseo, sin embargo los porcentajes de inundacin

estn entre los rangos establecidos, siguiendo este criterio los rellenos tentativos

son los IntaloxSaddles y Sper Intalox de 50 mm, por lo tanto ser la superficie

especifica y la fraccin de vacio, quien define cual es el mejor relleno para esta

columna.

La fraccin de vacio es mayor para los Sper Intalox de 50mm, lo que

indica que es el relleno que permitir fluir grandes cantidades de fluido sin que

existan cadas de presin considerables en la columna, por lo tanto es el relleno

seleccionado para la operacin, quedando de esta manera la columna

dimensionada de la manera siguiente: dimetro estandarizado: 2,134 m, altura del

relleno: 0,89m y la altura de la columna total: 48.95 m.

Cada de presin en la columna:

Como se menciono anteriormente, en las columnas de destilacin para todos

los tipos de rellenos el parmetro de cada de presin es de 40 mm de H2O /m de

empaque, segn los criterios de diseo. El clculo de la cada de presin tiene que

ver con este criterio y al altura total de la columna, quedando expresado de la

siguiente manera:

Separador bifsico liquido-liquido. V-101.

La separacin de las mezclas de lquidos constituye una de las operaciones

importantes en los procesos qumicos. Este diseo emprico ha probado ser

satisfactorio en muchas separaciones de fases.

Primeramente se debe estimar el tiempo de retencin del lquido, para este

caso de un separador bifsico el tiempo de retencin estimado es de 20 minutos

para que ocurra la separacin. Segn GPSA Gas Processors Supliers Assocition

Engineering data book 12th ed.

A continuacin se hace una relacin directa con los flujos volumtricos del

lquido pesado y el lquido ligero, se divide entre el tiempo de retencin para

obtener el volumen que ocupa cada uno de los lquidos en el tanque. Quedando en

una expresin matemtica de la siguiente manera:

La sumatoria del volumen del lquido ligero y el lquido pesado, da como

resultado el volumen del lquido total, el cual representa solo el 75% del volumen

del tanque.

Los criterios de diseo para los separadores (SizingLiquid-

LiquidPhaseSeparatorsEmprically, ChemicalEngineering, 8 de julio de 1974,

Copryright (1974), McGraw-Hill), establece la siguiente relacin:

Se asume un dimetro de tanque y se despeja la longitud. Para este caso se

utilizo un dimetro de 1m y la relacin igual a 4.

Por otra parte es importante considerar las alturas que representa cada lquido en

el tanque, esto se realiza mediante el rea de un sector circular, mediante la

siguiente ecuacin:

Donde:

A= rea superficial y se obtiene por la siguiente ecuacin:

( )

r = radio del tanque.

a = Altura que representa cada liquido.

Estimando esto se obtienen ya, las dimensiones bsicas del tanque

separador volumen, altura dimetro y longitud, cuyos resultados se presentan en la

siguiente tabla:

TABLA N14.- DIMENSIONES DEL SEPARADOR BIFASICO V-101

Tiempo

de

Retenci

n (min)

Volumen

del

Lquido

Ligero.

(m3)

Volumen

del

Lquido

Pesado

(m3)

Volumen

Total

(m3)

Volumen

del

Tanque

(m3)

Dimetr

o

(m)

Longitu

d (m)

20

0,270

1,622

1,892

2,523

1

4

2.5.1 Dimensionamiento de equipos de la produccin de Desinfectante

Biodegradable.

Mezcladores M-201 Y M-202.

El xito de muchas operaciones industriales depende de la eficaz agitacin

y mezcla de fluidos, en el proceso de produccin de desinfectantes esta operacin

es esencial para la calidad del producto final, ya que se unifican todos los

componentes encargados de la desinfeccin. Es importante resaltar que las

proporciones del tanque varan bastante dependiendo de la naturaleza del

problema de agitacin, sin embargo, para determinar la capacidad y dimensin de

los tanques mezcladores M-201 y M-202, se realiz una relacin directa con los

flujos volumtricos establecidos de produccin al da de desinfectante

biodegradable; Esta relacin representa un 75% de la capacidad del tanque por lo

que se tiene que calcular el volumen del tanque total, aumentando el volumen

resultante de la relacin un 25%, para de esta forma obtener la capacidad total del

tanque.

Los lquidos se agitan con ms frecuencia en tanques de forma cilndrica,

provista de un eje vertical y con fondo redondeado, con el fin de eliminar los

rincones escarpados o regiones en las que no penetraran las corrientes de fluido,

es por ello que para determinar la altura correspondiente del mezclador se iguala

el volumen del tanque a la geometra de un cilindro, mediante la siguiente

ecuacin:

Donde:

h = altura

d = dimetro

Nota: Se asumi un dimetro de 1,2 m, el cual arrojo como resultado una

altura de 2,4 m para el tanque M-201.

El tipo de flujo y la calidad de mezcla que se produce en un tanque

agitado, depende de las caractersticas del fluido, de las proporciones del tanque,

de las placas deflectoras, del agitador y del tipo de rodete.

Para la determinacin del dimetro del impulsor o rodete, se aplica la

relacin, (Ref: Operaciones unitarias en ingeniera qumica de Warren McCabe),

Consiguiendo un dimetro del rodete de 0,36 m.

A travs de las siguientes relaciones se determin el ancho de las placas y

su longitud, al igual que la distancia de ubicacin del impulsor con respecto al

fondo del tanque y el espesor de los deflectores, las cuales son proporciones

tpicas y estndar de los tanques.

Donde:

Da: Es el dimetro del rodete.

Dt: es el dimetro del tanque

H: es la altura del lquido

J: es el espesor del deflector

E: es la distancia del rodete con el fondo del tanque

W: ancho del rodete

L: Longitud del rodete

Los valores alcanzados para las proporciones se encuentran reportados en

las siguientes tablas al igual que todas las dimensiones y valores obtenidos.

Tabla N15.- Dimensiones del mezclador M-201

Tipo de Rodete Da

(m)

NRe(Adim) NP

(Adim)

P (W) E

(m)

L (m) W (m) J (m)

Turbina tres (3)

palas inclinadas

0,36 406940 1,0 95 0,36 0,09 0,072 0,13

Turbina seis (6)

placas planas

verticales

0,36

406940

6,0

567

0,36

0,09

0,09

0,12

Turbina seis (6)

placas planas

estrechas

0,36

406940

2,5

236

0,36

0,09

0,045

0,12

Turbina de placas

planas

0,36

406940

1,2

113

0,36

0,09

0,045

0,12

Nota: Las dimensiones antes calculadas son para una altura de h = 2,4m, un

dimetro de d = 1,2m y una velocidad de agitacin de rpm=150

Tabla. N16.- Dimensiones del mezclador M-202

Tipo de Rodete Da

(m)

NRe(Adi

m)

NP

(Adim)

P (W) E (m) L (m) W (m) J

(m)

Turbina tres (3)

palas inclinadas

0,15

56250

1,0

1

0,15

0,038

0,03

0,04

Turbina seis (6)

placas planas

verticales

0,15

56250

6,0

7

0,15

0,038

0,038

0,05

Turbina seis (6)

placas planas

estrechas

0,15

56250

2,7

3

0,15

0,038

0,019

0,05

Turbina de placas

planas

0,15 56250 1,3 2 0,15 0,038 0,019 0,05

Nota: Las dimensiones antes calculadas son para una altura de h=1,02m, un

dimetro de d=0,5m y una Velocidad de agitacin de RPM=150

Una vez calculadas las relaciones, se determin el nmero de Reynolds el

cual es importante ya que caracteriza el movimiento de un fluido el cual se

relaciona con la densidad, viscosidad, velocidad y dimetro en una expresin

adimensional, el cual para este caso result ser de flujo turbulento ya que

sobrepaso el valor de los 4000 al obtener un valor de 406940y 56250, esto

tambin dado a que el fluido se dispersa hasta que adquiere un movimiento de

torbellino en el que se forman corrientes cruzadas y remolinos. El nmero de

Reynolds viene expresado por la siguiente ecuacin:

Donde:

n = Velocidad de agitacin

Da2 Dimetro del impulsor

= Densidad del Fluido

= Viscosidad del Fluido

A travs del nmero de Reynolds se obtuvo el nmero de Potencia el cual

es un factor importante en el diseo de un tanque agitado el cual se determina en

funcin de la viscosidad, la densidad del lquido, la velocidad del giro, la

gravedad especfica y de las medidas importantes del recipiente y del rodete. Este

nmero se obtuvo a travs del grfico NP =f( NR) (ver anexo 1 y 2) que contiene

unas curvas predeterminadas para impulsores de seis (6) palas planas con datos a

su vez de cuatro (4) placas deflectoras, estos valores obtenidos se encuentran en el

rango de 1,0 y 6,0.

Una vez determinado el NP se despeja de dicha ecuacin la Potencia

comunicada al fluido que no es ms que la energa necesaria para agitar el fluido y

producir la mezcla homognea, determinando as el suministro requerido para

llevar a cabo la operacin. Esto se determin mediante la siguiente ecuacin:

En donde:

P = Potencia

gc = gravedad especfica

Da = Dimetro del impulsor

= Densidad del Fluido

Obteniendo diversas potencias para los distintos impulsores mayores a

94W para el mezclador M-201 y 1W para el M-202, por lo cual se selecciono el

rodete de tres palas instalado centralmente en un tanque con barras deflectoras

inclinadas. Ya que las hlices y las turbinas con placas inclinadas presentan un

consumo de potencia considerablemente menor que una turbina con placas

verticales.

Tanques de almacenamiento TK-201, TK-202, TK-203 Y TK-204.

Para el dimensionamiento de tanques de almacenamiento en la planta de

produccin de desinfectantes biodegradables, se realiz una relacin directa con

los flujos volumtricos que requieren de cada compuesto, se aproxim la cantidad

requerida al da y se proyect a los cinco das de jornada laboral, de manera de

que las provisiones sean recargadas semanalmente.

Tomando en cuenta que la relacin planteada, solo representa el 75% del

volumen, se calcula el volumen total agregndole el porcentaje restante. La

mayora de los tanques de almacenamiento son en forma cilndrica, por lo que las

estimaciones realizadas se basaron en la geometra de un cilindro, quedando

expresada matemticamente de la siguiente manera:

Asumiendo un dimetro de 1 m para los tanques de colorantes TK- 202,

emulsionantes TK-203, aromticos TK-204, y en el caso del tanque de

estabilizante TK-201 se asumi un dimetro de 0,5m. La ecuacin utilizada para

el dimensionamiento de los tanques quedara:

Donde:

V= Volumen del tanque

r = Radio.

h = Altura del tanque.

Los resultados las dimensiones son reportadas en la siguiente tabla:

Tabla 16.- Dimensionamiento de los tanques de almacenamiento

Tanque de

Almacenamiento

Flujo

volumtrico

(L/d)

Flujo

Volumtrico

Temporal

(L/d)

Volumen

del liquido

(L)

Volumen del

Tanque

Total

(L)

Dimetro

(m)

Altura

(m)

Estabilizante 2 80 400 500 0,5 2,72

Colorantes 4 160 800 1100 1 1,36

Aromticos 20 800 4000 5300 1 3,02

Emulsionantes 20 800 4000 5300 1 3,02

Intercambiador inico.

El intercambio inico es un proceso rpido y reversible en el cual los

iones impuros presentes en el agua se intercambian por otro ion de igual signo

que se encuentra unido a una partcula slida inmvil denominada resina. Los

iones impuros son tomados por la resina que debe ser regenerada

peridicamente para restaurarla a su forma inica original. En el diseo

planteado se trabaja con dos tipos de resinas: intercambio de cationes e

intercambio de aniones.

Para la planta productora de desinfectantes biodegradables, se quiere

acondicionar la corriente de agua que entra en el mezclador, en promedio se

requiere como fuga inica 5 mg/ L como CaCO3. Los rangos de dureza del agua se

encuentran entre 150 400 mg/L como CaCO3, se asume para efectos del diseo

que la corriente de agua cruda que entra a las resinas de intercambio inico est en

una concentracin de 300 mg/L como CaCO3.

En base a esto, se calcula el de concentracin que debe absorber la

resina para desmineralizar el agua cruda, segn los rangos especificados

anteriormente este es igual a 295 mg/L como CaCO3. Mediante la siguiente

relacin se obtienen los equivalentes requeridos para la purificacin:

Donde:

m: masa

Pe: Peso equivalente de CaCO3.

Una vez obtenidos los equivalentes se multiplica por el caudal

volumtrico de agua que se demanda en el tanque mezclador, para estimar los

equivalentes requeridos en el flujo de agua que pasara por las resinas de

intercambio inico, y se asume que el tiempo de retencin en las resinas ser

de 1 hora.

Eq/L *Qv* t retencin. = # Equivalente.

Donde:

Eq/L:

Qv= Caudal Volumtrico

t = Tiempo de retencin

Con el nmero equivalente se establece el volumen de la resina

mediante una relacin con la capacidad til de cada resina en particular.

Resina catinica.

Es importante resaltar que las resinas del intercambio de cationes

emiten iones Hidrgeno (H+) u otros iones como intercambio por cationes

impuros presentes en el agua. Por otra parte, la capacidad til de una resina

tpica catinica es de 1,12 eq/L, esto es con respecto a la cantidad de dureza que

retiene en relacin al volumen de resina. Quedando expresado matemticamente

de la siguiente manera:

Resina Aninica.

La Resina de intercambio de Aniones desprende iones de hidrxido

(OH) u otros iones de cargas negativas en intercambio por los iones impuros

que estn presentes en el agua. Su capacidad til tpica es de 0,8 eq/L, esto es

con respecto a la cantidad de dureza que retiene en relacin al volumen de resina.

Quedando expresado matemticamente de la siguiente manera:

Estimados los volmenes de resinas, el dimensionamiento de la columna

de resinas se realiza de igual manera para cualquier tipo, mediante un criterio de

diseo de recipientes, el cual consiste en la siguiente relacin:

Asumiendo un dimetro de

A continuacin se presenta una tabla resumen del dimensionamiento bsico de las

columnas de intercambio inico:

Tabla 17.- Dimensin de las resinas de intercambio inico

Resina Tipo Volumen

(L)

Capacidad til

(eq/l)

Dimetro

(m)

Altura

(m)

Catinica Amberlite

xx

11,4 1,12

Aninica 16 0,80

2.5.1. Hojas de especificaciones de equipos de produccin de cido

Peractico.

REACTOR R-101.

COLUMNA DE DESTILACIN AZEOTROPICAC-101.

C-101

Caractersticas

Reaccin:

Tipo de reactor:

Tanque con agitacin contina

TAC.

Catalizador:

cido Sulfrico

0.2500 mol/L

Tiempo de Retencin (h): 0,987 RPM: 150

Dimetro: 1,13 m Altura: 1,7 m Volumen: 1,71 m3

Observaciones: La reaccin ocurre bajo temperatura y presin

atmosfrica, los coeficientes estequiometricos son 1 a 1. La

reaccin es exotrmica y ocurre en la presencia de un catalizador

de acido sulfrico con una conversin del 10%.

Caractersticas de la Columna.

Numero de Etapas tericas: 20 Etapa de Alimentacin: 10

Relacin de Reflujo: 5 Cada de Presin (Psi):

1

Tipo de Condensador: Total Temperatura (C):

Energa en el Calderin (KW):

1450

Energa en el condensador (KW):

1357

Tipo de Relleno:

Intalox Saddles

Material de relleno:

Cermica

Altura de relleno (m):

0,80

Dimetro de la columna (m):

0,762

Altura de la columna (m):

16

Observaciones: En esta columna ocurre una destilacin

multicomponente azeotropica, entre agua, perxido de hidrogeno, acido

actico y acido peractico. El agua forma azeotropo con los cidos, por

lo cual se introduce por el tope de la columna una corriente de solvente

MTBE, soluble con el agua para romper el azeotropo y permitir la

separacin. En esta seccin solo se separa el agua de los cidos.

SEPARADOR BIFASICO. V-101

V-101

BOMBA CENTRIFUGA. P-101

P-101

Caractersticas.

Liquido Ligero: MTBE

(Metilterbitileter)

Liquido pesado:

Agua

Volumen del

Tanque (m3):

2,52

Volumen del

liquido Ligero

(m3):

0,270

Volumen del lquido

pesado (m3):

1,62

Presin (atm): 1,48 Temperatura (C): 76,12

Tiempo de Retencin (min): 20

Dimetro (m): 1 Longitud (m): 4

Observaciones: En el separador Bifsico se recupera el

solvente MTBE para ser recirculado a la columna C-101, as

como tambin se descompone todo el perxido de Hidrogeno

y sale en forma de vapor por medio de una vlvula de Purga.

Caractersticas

Flujo (Kg/h):

1402

Presin (atm): Temperatura (C):

Potencia:

HP

Altura de Bombeo:

3 m

RPM: 1750

Observaciones: Eficiencia:

20%

Material:

COLUMNA DE DESTILACIN C-102.

C-102

Caractersticas de la Columna.

Numero de Etapas tericas: 55 Etapa de Alimentacin: 30

Relacin de Reflujo: 7 Cada de Presin (Psi):

1,5

Tipo de Condensador: Total Temperatura (C):

(117,6 - 130,9)

Energa en el Calderin (KW):

1,019e+004

Energa en el condensador (KW):

1,020e+004

Tipo de Relleno:

Sper Intalox

Material de relleno:

Cermica

Altura de relleno:

0,89

Dimetro de la columna:

2,134

Altura de la columna:

48,9

Observaciones: En esta columna se separa el cido peractico del

cido actico, para obtener una composicin de 94% en cido actico

como producto final por el fondo de la columna, por el tope se

obtiene cido actico al 97% el cual es recirculado para el reactor R-

101. Es una destilacin binaria.

2.5.2. Hojas de especificaciones de equipos de produccin de Desinfectante

Biodegradable.

Mezclador MD-201.

MD-201

Bomba centrifuga P-201.

P-201

Caractersticas.

Flujo msico: 2000 Kg/d Flujo Molar: 111 Kgmol/h

Dimetro: 1,2 m Altura: 2,4m Volumen: 2,7 m3

Tipo de Agitador: Turbina tres palas inclinadas Potencia: 94, 5 W

Observaciones: En este equipo ocurre la homogenizacin

de todas las sustancias para la obtencin del desinfectante.

Material:

Plstico.

Caractersticas

Flujo:231,75 Kg/h Presin: 2 atm Temperatura: 25 C

Potencia: 2 HP Altura de Bombeo: 15 m RPM: 3450

Observaciones: Eficiencia: 30 % Material:

Filtro de lecho profundo FIL-201

FIL-201

Intercambio Inico.

C-201 Y C-202 A/B

Caractersticas

Flujo: 231,75 Kg/h Presin: 1 atm Temperatura: 25 C

Profundidad total del lecho: 2 m Espesor grava: 0,50 m

Espesor arena: 1,80 m Tamao efectivo: 1,0 mm

Observaciones: Equipo encargado de la Material:

Caractersticas.

Flujo msico: Kg/h Flujo Molar: Kgmol/h

Dimetro: m Altura: m Volumen: m3

Observaciones: En este equipo ocurre la

homogenizacin de los aromticos y emulsionantes.

Material:

Plstico

Mezclador MD-202.

MD-202

Tanque TK-201

TK-201

Estabilizantes

Tanque TK-202

TK-202

Colorante

Caractersticas.

Flujo msico: 40 Kg/d Flujo Molar: 2,13 Kgmol/h

Dimetro: 0,5 m Altura: 1,02 m Volumen: 0,2 m3

Tipo de Agitador: Turbina tres palas inclinadas Potencia: 1.2 W

Observaciones: En este equipo ocurre la

homogenizacin de los aromticos y emulsionantes.

Material:

Plstico

Caractersticas.

Flujo volumtrico: 0,00025 m3/h Altura: 2,72 m Volumen: 0,5 m

3

Dimetro: 0,5 m Material:

Observaciones:

Caractersticas.

Flujo volumtrico: 0,0005 m3/h Altura: 1,36 m Volumen: 1,1 m

3

Dimetro: 1 m Material:

Observaciones:

Tanque TK-203

TK-203

Emulsionantes

Tanque TK-204

TK-204

Aromticos

Caractersticas.

Flujo volumtrico: 0,0025 m3/h Altura: 3,02 m Volumen: 5,3 m

3

Dimetro: 1 m Material:

Observaciones:

Caractersticas.

Flujo volumtrico: 0,0025 m3/h Altura: 3,02 m Volumen: 5,3 m

3

Dimetro: 1 m Material:

Observaciones:

2.6. Identificacin de puntos de medicin y control de variables de proceso.

Variables y Parmetros para la produccin de cido Peractico.

Variables y Parmetros para la produccin de Desinfectante

Biodegradable.

Equipo Variable

independiente

Variable

Dependiente

Parmetros

Reactor

R-101

Tiempo (h) Temperatura

(C)

Columna

C-101

Tiempo (h)

Temperatura

(C)

Flujo (Kg/h)

Nivel del Lq

Presin

Dimensiones

Columna

C-102

Tiempo (h)

Temperatura

(C)

Flujo (Kg/h)

Nivel del Lq

Presin

Dimensiones

Separador

V-101

Tiempo (h) Flujo (Kg/h) Dimensiones

Equipo Variable

independiente

Variable

Dependiente

Parmetros

Columna

C-201 A/B

Tiempo (h) Nmero de

equivalentes

Delta de

Concentracin

Columna

C-202 A/B

Tiempo (h) Nmero de

equivalentes

Delta de

Concentracin

Mezclador

M-201

Tiempo (h) Velocidad de

rotacin

(RPM)

Dimensiones

Mezclador

M-202

Tiempo (h) Velocidad de

rotacin

(RPM)

Dimensiones

Tanque

TK-201,

202, 203 y

204

Tiempo (h)

Flujo (Kg/h)

Dimensiones

2.6.1. Puntos de medicin y control de variables de proceso para cido Peractico.

T

FT

P

L

F

P

F T

P

F

T

F

L

F P

06/11

B5

Dibujado

Aprobado

Escala

S/N

Ronald Suarez 06/11

Escala

S/N

Nombre Fecha

IUT - RC

Produccin de cido Peractico

Bracho Beatriz

Conde Maglenys

Reposicin

cido Actico

Perxido de

Hidrgeno

E-102

E-101

E-104

E-103

P-101

gua

R-101

Reactor

V= 1,71 m3

d= 1,5 m

h= 2 m

RPM= 150

1

C-101

Columna de Destilacin

d= 0,76 m

h= 16 m

Etapas tericas= 20

C-102

Columna de Destilacin

d= 2,5 m

h= 49 m

Etapas tericas= 55

V-103

Separador de Tres Fases

V= 3 m3

L= 4 m

d= 1 m

Reposicin

Solvente

2

4

5

6

7

8

9 10

12

C-102C-101

V-101

11

cido Actico

Perxido de

Hidrgeno

3

13

R-101

E-105

TK-101

cido

Peractico

Aprobado

L

TK-101

Tanque de

Almacenamiento

2.6.2. Puntos de medicin y control de variables de proceso para desinfectante biodegradable.

F

F

P

F

F

06/11

B5

Dibujado

Aprobado

Escala

S/N

Ronald Suarez 06/11

Escala

S/N

Nombre Fecha

IUT - RC

Produccin de desinfectante biodegradable

Bracho Beatriz

Conde Maglenys

M-201

V-202

FIL-201

P-201

Agua

M-202

TK-204TK-202

Colorante

TK-203

Emulsionantes Aromticos

TK-201

Estabilizantes

V-201

V-204

V-203

V-205

cido

Peractico

2

1

4

6

87

9

10

11

12

Desinfectantecido

SulfricoHidrxido

De Sodio

5

3

C-201 A/BC-202 A/B

Aprobado

S

S

F

F

FIL-201

Filtro de Lecho Profundo

M-201

Mezclador

d= 1,2m

h=2,5m

RPM= 150

M-202

Mezclador

d= 0,5m

h=1,5m

RPM= 150

C-201 A/B y C-202 A/B

Sistema de Intercambio Inico

Vaninica=16 m3

Vcatinica= 12 m3

TK-201

Tanque de

Almacenamiento

V= 0,5m3

d= 0,5m

h=3m

TK-202

Tanque de

Almacenamiento

V= 1,1m3