trabajo final unad balance masico alejandra_palacio

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Ambiente

358081 Balance msico y energtico de problemas ambientales.

EVALUACIN FINAL

PRESENTADO POR:

ALEJANDRA PALACIO GARCIA

1.061.656.684

GRUPO:

358081A_220

PRESENTADO A:

JANET BIBIANA GARCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

PROGRAMA INGENIERIA AMBIENTAL

2015



1. DESCRIPCION DEL DIAGRAMA DEL PROCESO

2. DIAGRAMA DE FLUJO

Etapa 0.

Materia

prima

Etapa 1.

Secado

Etapa 2.

Extraccin

de aceite

Etapa 3.

Purificacin

de aceite

Etapa 4.

Transformaci

n de aceite

Etapa 5.

Purificaci

n de

biodiesel

MELAZ

A DE

PTAR

1.2 Secado

por

Microondas

2. 8

Extraccin

In-situ con

Ciclohexan

o

3.4

Destilacin

Comn

4.6

Hidrotratamie

nto

5. 1

Destilacin

Comn



3. CLCULOS DEL BALANCE DE MASA DE CADA ETAPA DEL PROCESO

El flujo de entrada de maleza hmeda al proceso: 49*100= 4900

kg/hora.

Entrada de maleza hmeda al secador = 90%*4900 = 4410 kg/hora

El porcentaje de aceite dentro de la maleza (despus de secarla): 49%

En el secado solo se evapora agua (por la corriente de salida de

agua no sale ni aceite, ni maleza).

Todo el ciclohexano que ingresa a la extraccin, sale en la corriente de

aceite (no hay ciclohexano en la corriente de maleza desgrasada).

Como eleg para la quinta etapa destilacin comn y esta no requiere

ningn adicional, la salida de adicional en los residuos es cero.

TECNOLOGIA %

EFICIENCIA ENTRADAS

ADICIONALES

MASA DE ADICIONALES

(Kg/hora)

1.2 Secado por Microondas 100% NINGUNA 0

2. 8 Extraccion Insitu con Ciclohexano 70% CICLOHEXANO

30*49= 1470 Kg/hora

3.4 Destilacion Comun 100% NINGUNA 0

4.6 Hidrotratamiento 100% HIDROGENO

9*49= 441 kg/Hora

5. 1 Destilacion Comun 100% NINGUNA 0

4. TABLA DE RESULTADOS DEL BALANCE DE MATERIA DEL PROCESO.

ETAPA NOMBRE DE

LA CORRIENTE

COMPONENTE DE LA

CORRIENTE

FLUJO MASICO

DEL COMPONEN

TE (KG/HORA)

% DEL TOTAL

FLUJO TOTAL DE

LA CORRIENTE (KG/HORA)

1 SECADO

Entrada secador Agua 4410 90

4900 Entrada secador Melaza 490 10

Salida 1 Secador

Agua Evaporada 4410 100 4410



Salida 2 Secador Melaza Seca 490 100 490

2. EXTRACCI

ON DE ACEITE

Entrada 1 Extractor

Maleza Seca 490 100 490

Entrada 2 Extractor

Ciclohexano 4900 100 4900

Salida 1 Extractor

Aceite Extraido 168,07

3,31625254

5068,07 Ciclohexano

4900 96,68,37475

Salida 2 Extractor

Maleza desgrasada 249,9

77,6255708

322 Aceite no Extraido 72,03

22,3744292

3. PURIFICACION DE ACEITE

Entrada 1 Lavado

Aceite Extraido 168,07 3,3162525

4

5068,07 Ciclohexano 4900 96,68,37475

Entrada 2 Lavado Emulsificante 0 0 0

Salida 1 Lavado

Emulsificante 0 0

4900 Ciclohexano 4900 100

Salida 2 Lavado

Aceite Purificado 168,07 100

4. TRANSFORMACION

DEL ACEITE

Entrada 1 reactor

Aceite Purificado 168,07 100 168,07

Entrada 2 Reactor Hidrogeno 441 100 441

Salida 1 Reactor

Aceite sin reaccionar 16807

5,76221561

291676

Hidrogeno sin reaccionar 441

0,15119516

Biodiesel 274428 94,086589

2

5. PURIFICACION DE

BIODIESEL

Entrada 1 Destilador

Aceite sin reaccionar 16807 6

291676


0,15119516

Biodiesel 274428 94,086589

2

Salida 1 Destilador


2,55681818

17248 Aceite sin reaccionar 16807

97,4431818



Salida 2 Destilador

Biodiesel Purificado 274428 100 274428

5. BALANCE DE ENERGA DEL PROCESO

ETAPA

FLUJO MASICO DEL COMPONENTE (KG/HORA)

T1 (K) T2(K) CP

(KJ/KGK) HENTAL

PA H CALOR

Q

SECADO

SALIDA 1 (AGUA)

4410 298 398 4,1840 418,4 1.95*106

SALIDA 2 (MALEZA)

490 298 398 4,1840 418,4 0.21*106

EXTRACCIN

SALIDA 1 (ACEITE)

168,07 298 298 1,6750 0 0

SALIDA 1(CICLOHEXANO)

4900 298 290 1,0200 0

0

SALIDA 2 (MALEZA DESGRASADA)

249,9 298 298 4,1840 0 0

SALIDA 2 ( ACEITE NO EXTRAIDO )

72,03 298 298 4,1840 0 0

PURIFICACIN DE ACEITE

SALIDA 1 (Ciclohexano)

4900 298 298 1,02 0 0

SALIDA 2 (Aceite Purificado)

168,07 298 298 1,675 0 0

TRANSFORMACIN DEL ACEITE

SALIDA 1 (Aceite sin reaccionar)

16807 298 298 1,675 0 0

SALIDA (Hidrogeno)

441 298 623 14 4636,77 2.17*106

SALIDA (BIODIESEL)

274428 298 623 1.78 578,5 0.14*106

PURIFICACIN DEL BIODIESEL

SALIDA 1 (HIDROGENO)

441 298 298 14 4636,77 2.17*106

SALIDA (ACEITE)

16807 298 298 1,675 0 0

SALIDA 2 BIODIESEL

274428 298 298 1,78 0

0



6. EXPLICACIN DE LA ELECCIN DE LA RUTA BASADA EN

CRITERIOS AMBIENTALES, ECONMICOS, ENERGTICOS Y DE

RENDIMIENTO.

La ruta seleccionada para la obtencin de biodiesel se implement teniendo en cuenta

los porcentajes de eficiencia de cada proceso.

Los siguientes procesos: secado (Secado por Microondas), purificacin de aceite (Destilacin Comn), transformacin del aceite (hidrotratamiento), purificacin del biodiesel (Destilacin Comn), presentan un rendimiento del 100%, y la etapa de proceso extraccin (Extraccin Insitu con Ciclohexano), a pesar de que tiene un rendimiento del 70%, hay que tener en cuenta que en los aspectos ambientales, energticos y econmicos es mejor utilizar el mtodo In Situ Ciclohexano, ya que los mtodos tales como Extraccin Soxhlet con hexano se descartan por su bajo porcentaje de extraccin.

A nivel ambiental los beneficios son mltiples, teniendo en cuenta que el 70% de las

etapas no presentan entradas adicionales por lo cual no se van a generar grandes

cantidades de residuos peligrosos para el ambiente o que tengan influencia negativa

en la calidad de vida de la poblacin o los recursos naturales. Aunado a ello, el

gasto energtico es mnimo si se tiene en cuenta que para el proceso de produccin

de biodiesel se implementan etapas como la de secado, en la que se utiliza energa

solar como recurso natural permitiendo la implementacin de tecnologas limpias; y

en la purificacin de aceite y biodiesel la decantacin que es un mtodo mecnico

y no requiere la utilizacin de energa ni compuestos qumicos adicionales.

7. CONCLUSIONES DEL TRABAJO REALIZADO

Los Balances de Materia se basan en la ley de conservacin de la

materia, (Entrada de Materia=salida de materia + acumulacin de

materia).

Los balance de Energa son normalmente algo ms complejos que los de

materia, debido a que la energa puede transformarse de unas formas a

otras (mecnica, trmica, qumica, etc.), lo que obliga a considerar este

aspecto en las ecuaciones.

Existen muchas tecnologas en el proceso de obtencin del biodiesel a

partir de maleza hmeda, pero a la hora de elegir debemos tener en

cuenta aspectos ambientales, energticos y econmicos.



BIBLIOGRAFIA

Himmelblau, D. (1997). Principios Bsicos y Clculos en Ingeniera Qumica.

Mxico D. F., Prentice Hall Hispanoamericana.

Ecopetrol (2013). Hidrotratamiento de aceites para produccin de Biocombustibles:

Una tendencia. Departamento de Biocombustibles Ecopetrol S.A. Tomado de:

http://www.ecopetrol.com.co/documentos/80766_Entorno_Verde_Vol 9.pdf

Ferrero, A., Rosa, I. & Veneciano E. (2010). Proceso de purificacin de la glicerina

obtenida del biodiesel a pequea escala. Universidad Tecnolgica Nacional CITELAC.

Tomado de:

http://www.edutecne.utn.edu.ar/cytal_frvm/CyTAL_2010/Trabajos%20y%20Prologo/Tra

bajos

%20CyTAL%202010/TF%20-%20007%20-

%20%20Procesos%20de%20Purificaci%C3%B3n.pdf

Uribe, M. (2010). Simulacin de una planta piloto para la produccin de biodiesel

en el laboratorio de operaciones unitarias de la ESIQIE. Escuela Superior de

Ingeniera Qumica e Industrias Extractivas. Departamento de Ingeniera Qumica

Petrolera. Mxico, D.F. Tomado de:

http://www.riieeme.mx/docs/tesismoraymabiodiesel2.pdf

trabajo final unad balance masico alejandra_palacio

Documents