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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE

OAXACA

OBTENCIÓN DE ACETONA VÍA CUMENO

Asignatura:

Seminario de ingeniería de proyectos

Autores:

Martínez García Alfredo

Martínez Ruíz Xicoténcatl Abel

Pérez Salvador Argelia Kichú

Ruiz Cuevas Verónica

Sandoval Cruz Jorge Luis

Profesor:

Martínez Canseco Jorge Miguel

Grupo:

QA8

2

4 de julio del 2011

CONTENIDO

Bases del proyecto

Especificaciones del proyecto

Definición del proyecto

Bases del proyecto

Alcance del proyecto

Localización de la planta

Abreviaturas

Descripción del proceso de fabricación

Introducción

Materias primas

Métodos de obtención de anilina

Especificación de los componentes del proyecto

Especificaciones de las materias primas

Especificación de los productos

Usos de la anilina

Descripción detallada de los procesos escogidos

Balance de materia

Balance de energía

Especificaciones y necesidades de los servicios

Energía eléctrica

Agua de red

Gas natural

Equipos

Lista de equipos

Descripción breve de los equipos principales

Descripción breve de otros equipos

Hoja de especificaciones

Control e instrumentación

Control e instrumentación

Introducción

Listados de lazos de control

Descripción, diagramas de los lazos del control y las hojas de

especificaciones

Válvulas de control

Tuberías, válvulas y accesorios

Designación de las tuberías

Cálculos

3

Normas de diseño

Nomenclatura

Aislamiento térmico

Hoja de especificaciones

Designación de válvulas

Clasificación de válvulas

Tipos de válvulas

Nomenclatura

Listado de válvulas

Designación de los equipos de impulsión

Bombas

Soplantes

Seguridad e higiene

Legislación

Clasificación de los equipos

Estudio básico de seguridad y salud

Objeto

Alcance

Identificación de la obra y datos generales

Identificación de riesgos en proceso constructivo

Medidas de protección a implantar

Técnicas generales de prevención

Equipos de protección individual (EPI’ s)

Características y requisitos

EPI’S en las distintas actividades industriales

Sistemas de protección colectiva

Equipos de protección colectiva en las distintas actividades industriales

Señalización

Legislación

Señales visuales

Señales luminosas

Señales acústicas

Vías de circulación

Señalización de conducciones

Actuación preventiva y primeros auxilios

Características a cumplir en cierto trabajos

Condiciones y requisitos a cumplir por la maquinaria

Condiciones preventivas que deben reunir el centro de trabajo

Medida de emergencia y evacuación

Botiquines

Asistencia a accidentados

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Prevención de riesgos de daños terceros

Servicios de prevención

Coordinador de seguridad y salud

Libro de incidencias

Instalaciones medicas

Instalaciones de higiene y bienestar

Plan de seguridad y salud

Protección contra incendios, explosiones y fugas

Introducción

Normativa

Tipos de fuego

Instalaciones de detección, alarma y extinción.

Emplazamiento de los locales

Explosiones

Fugas

Almacenamiento y manipulación de productos inflamables

Normas de seguridad de la planta

Plan de emergencia

Medio ambiente

Introducción

Impacto ambiental

Protección de perímetros de las captaciones de abastecimientos

Perímetros de protección

Planes y programas en evaluaciones ambiental

Sistemas de gestión medioambiental

Legislación aplicable

Efluentes líquidos

Efluentes sólidos

Efluentes gaseosos

Contaminación acústica

Legislación aplicable

Fuentes de ruido

Medidas preventivas

Impacto visual

Evaluación económica

Valoración económica de la planta

Gastos previos

Capital inmovilizado

Capital circulante

Estimación de coste de producción

Gastos de fabricación

Gastos generales

Venta y rentabilidad de negocios

5

Estimación de los ingresos por ventas

Estudio de rendimiento económico

Viabilidad e la planta

Estimación del precio del mercado de los productos

Puesta en marcha y operación

Introducción

Puesta en marcha

Operación de la planta

1. Especificaciones del proyecto 1.1.-Definición del proyecto 1.1.1.-Objetivo del proyecto El objetivo del presente proyecto es el diseño de una planta para la fabricación de acetona mediante oxidación de cumeno. El proceso conocido como proceso acetona vía cumeno, se llevará a cabo en diferentes etapa, usando como agente oxidante oxígenoz que se obtendrá por medio de una corriente de aire. Además de determinar que el proyecto sea viable técnica y económicamente, ha de cumplir toda la normativa y legislación vigente.

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En el proyecto se incluyen el diseño de todos los equipos de proceso, los diagramas y planos Correspondientes . El diseño de la planta de producción de acetona se lleva a cabo en base a unas determinadas especificaciones, las cuales se detallan a continuación:

Capacidad de producción: 1300 Tm/año. Funcionamiento de la planta: 300 días/año. Presentación de producto final: Acetona líquida pura lista para llenar

cisternas a granel. 1.1.2.-Alcance del proyecto El presente proyecto incluye los siguientes puntos:

implantación, ingeniería,…

cumplir la normativa legal vigente. io medioambiental de la planta a fin de que cumpla la normativa legal

vigente.

Localización de la planta

La planta de producción de acetona estará localizada en el término municipal de Etla, más concretamente en el parque industrial. A la hora de diseñar la planta se ha de tener en cuenta que ésta debe cumplir rigurosamente la normativa urbanística municipal, en lo referente a distancias a viales y vecinos, altura de edificios, ocupación de la parcela y edificabilidad.

A continuación se demuestra un cuadro comparativo de las 2 opciones que se

tomaron en cuenta para la instalación de la planta.

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Primera Opción Segunda Opción

etla zimatlan

Factores Críticos Ponderación Evaluación Puntos Evaluación Puntos

Localización de Materias Primas 2 3 6 2 4

Abastecimiento de Materiales 2 3 6 2 4

Disponibilidad de Mano de Obra 3 3 9 2 6

Terrenos disponibles 3 4 12 2 6

Combustible Industrial 3 3 9 3 9

Facilidades de Transporte 3 3 9 2 6

Localización del mercado 2 3 6 3 6

Facilidades de Distribución 3 3 9 2 6

Calidad de energía eléctrica 2 3 6 3 6

Disponibilidad de agua 2 3 6 2 4

Condiciones de vida 2 3 6 2 4

Leyes y reglamentos 4 3 12 2 8

Equilibrio ambiental 2 3 6 2 4

Clima 2 2 4 4 8

Estructura tributaria 4 3 12 2 8

Facilidades de instalación 4 2 8 2 8

Sindicatos y Conflictos 4 2 8 1 4

Capital Intelectual 4 3 12 3 12

▲ Para insertar Suma 146 113

11

Villa de etla

La superficie total del municipio es de 17.86 kilómetros cuadrados y la superficie del municipio con relación al estado es del 0.02%.

Orografía

El municipio esta sentado en un valle, por tal motivo no cuenta con montañas, una parte de la población esta sobre una peña o loma de pequeña elevación y la otra en plano. El templo y las oficinas principales del distrito están sobre la peña o loma que inclina hacia el suroeste.

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Hidrografía

El río Asunción situado en la agencia de policía de Nativitas Etla, y el río Salinas que atraviesa las agencias de Santo domingo Barrio Alto y Santo Domingo Bajo Etla. .

INFRAESTRUCTURA SOCIAL Y DE COMUNICACIONES

Educación

A nivel preescolar cuenta con un jardín de niños, de nombre Ovidio Decroly, a nivel primaria cuenta con dos escuelas primarias una que funciona con turnos matutino y vespertino y otra solamente matutino. a nivel secundaria cuenta con una escuela técnica no. 84, a nivel bachillerato, cuenta con un CECYTE 05 y con el Centro de Estudios de Bachillerato.

Abasto

Cuenta con el mercado municipal Porfirio Díaz, que se encuentra situado en el centro de la población, y con tianguis que se instala todos los días miércoles de cada semana además los habitantes acuden a la central de abastos de la Ciudad de Oaxaca para abastecerse de los productos de primera necesidad. El municipio cuenta con tiendas de abarrotes que expenden artículos de primera necesidad y otros productos.

Deporte

El municipio cuenta con canchas deportivas, en donde se practica el fútbol, básquetbol y béisbol.

Vivienda

De acuerdo a los resultados que presento el II Conteo de Población y Vivienda en el 2005, en el municipio cuentan con un total de 1,691 viviendas de las cuales 1,583 son particulares.

Servicios Públicos

La cobertura de servicios públicos de acuerdo a apreciaciones del ayuntamiento es de 61% en agua potable, 95% en alumbrado público y 49% drenaje urbano.

Medios de Comunicación

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Los medios de comunicación más importantes en el municipio son las ondas de radio y televisión, así como la línea telefónica, el correo y el telégrafo.

Vías de Comunicación

El municipio cuenta con una carretera pavimentada que comunica con la carretera federal hacia la ciudad de México y por otro lado hacia la ciudad de Oaxaca.

Nomenclatura Nomenclatura de fluidos en la planta

Nomenclatura

Fluido

ACE Acetona

FEN Fenol

CUM Cumeno

H2O Agua

N2 Nitrógeno

O2 oxigeno

CaCO3 Cabonato de calcio

H2SO4 Acido sufurico

CO2 Dióxido de carbono

DMPC Dimetil fenil carbonilo

HPC Hidroperoxido de Cumeno

AF Aceto fenona

AMS Alfa metil estireno

Nomenclatura para equipos

CÓDIGO EQUIPO

T Tanque de almacenamiento

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TO Tanque oxidador

S Separador solido-liquido

C Condensador

R Reactor

Cx Concentrador

TL Torre de lavado

B Bomba

C Compresor

ICN Intercambiador por convección

natural ICO Intercambiador carcasa y tubos

CD Columna de destilación

TR Torre refrigeración

CA Caldera

1.2 DESCRIPCION DEL PROCESO DE FABRICACION

INTRODUCCIÓN

Aunque el proceso es orientado a la producción de fenol; la acetona será un

subproducto de la reacción del cumeno con aire atmosférico, donde existe una

reacción intermedia muy importante que es la del hidroperóxido de cumeno con

ácido sulfurito diluido.

Si se observa en la literatura existen muchas vías para obtener acetona, como el

método del acetileno, el método del propileno, de Isopropil alcohol, de ácido

acético, por destilación de la madera, entre otros, pero es de notar que la vía y/o

ruta cumeno es la más económica para obtener acetona

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El proceso de cumeno tiene muchos factores a su favor, ya que no se

desperdician productos costosos, como: el cloro, el hidróxido de sodio o el ácido

sulfúrico. Posee condiciones suaves y el costo del equipo es bajo.

Una desventaja que puede ser manejable, es la manipulación del hidroperóxido de

cumeno, ya que a ciertas condiciones de temperatura y concentración es

explosivo y puede ser inflamable.

MATERIAS PRIMAS.

A continuación se exponen los procesos más representativos para la obtención de las materias primas básicas necesarias para la producción de resinas formofenólicas, así como los tipos de catalizadores y endurecedores más usados. La producción de acetona es de mucha importancia en la el mercado ya que se

ocupa como materia prima, para la producción de los siguientes derivados:

Cianohidrina acetona para Metil metacrilato (MMA) 42% Bisfenol A 24% Disolventes 17% Derivados del Aldol (MIBK y MIBC) 13% Varios 4%

La aplicación más importante de la acetona se encuentra en la fabricación de Metil metacrilato (MMA), mercado que experimenta una demanda creciente (3% anual) desde el 2002 por el incremento en los usos del Polimetilmetacrilato (PMMA), un material antifragmentación alternativo al vidrio en la industria de la construcción.

La demanda de Bisfenol-A y de resinas de policarbonato se ha duplicado en la década de los 1990, convirtiéndose en la segunda aplicación importante de la acetona (7% incremento anual), demandada por la industria del automóvil y de microelectrónica (fabricación de discos CD y DVD).

La demanda de acetona es un indicador del crecimiento económico de cada región ya que depende directamente de la marcha de las industrias del automóvil,

http://resinas-ipn-esiqie.blogspot.com/2009/06/materias-primas.html

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construcción y microelectrónica. Así entre el 2000-2001 la demanda decreció un 9% mientras que en el 2002 apuntó una recuperación debido ala gran demanda que presenta.

Las ventajas del proceso se observan en la tabla siguiente.

Caracteristicas de proceso Beneficios obtenidos

Tecnologia avanzada Mejora de la obtención de fenol y

acetona. Baja formación de

compuestos pesados

Optima red de intercambio de calor Reduce el consumo de energía

Tratamiento de agua integrado Bajo impacto ambiental. Reducido

coste de tratamiento

Sistema de control avanzado Optimiza la mejora de la planta. Eleva

la eficiencia de los equipos y aumenta

la calidad de los productos

En al siguiente tabla, se exponen algunas de las especificaciones de los productos obtenidos durante este proceso.

METODOS DE OBTENCION DE ACETONA

MÉTODO DEL CUMENO:

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Proceso característico promovido para la fabricación de fenol como producto

principal, y acetona como subproducto. Éste fue desarrollado en la década de los

50`s y es uno de los procesos comerciales más importantes para la obtención de

este producto, tanto para Estados Unidos, Gran Bretaña, Europa Occidental como

a nivel mundial.

El cumeno es oxidado al hacer burbujear aire u Oxígeno hacia Hidroperóxido de

cumeno, y éste a su vez es descompuesto bajo condiciones ácidas y térmicas

hacia la producción de fenol y acetona.

La elección de este proceso es evidente, dado que se reporta como una síntesis

donde no se desperdician productos costosos, posee condiciones suaves y un

bajo costo de maquinaria y equipo, de acuerdo con la bibliografía estudiada.

Un método análogo, es el proceso de p – cresol a partir del p – cumeno,

aplicándose los principios mencionados anteriormente, aunque esta síntesis no es

muy utilizada a nivel mundial.

MÉTODO DEL ACETILENO:

Ésta síntesis consiste en pasar vapor de agua y acetileno sobre catalizadores

adecuados como limonita parcialmente reducida por el Hidrógeno, Óxido de Torio

o una sal doble de Torio con sales alcalinotérreas.

MÉTODO DEL PROPILENO:

Dentro del proceso de producción del glicerol, implementado por Shell se

encuentra la combinación de acroleína más alcohol isopropílico (IPA), para formar

acetona y alcohol alílico, a partir de:

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La acroleína es obtenida bajo oxidación del propileno bajo catalizadores de Óxido

de Cobre a 300-400 ºC y el I.P.A es obtenido bajo hidrólisis con agua de sulfato

isopropílico, que a su vez se obtiene por absorción de ácido sulfúrico bajo

presiones críticas.

El glicerol se obtiene al hacer reaccionar alcohol alílico con peróxido de hidrógeno:

CH2 = CHCH 2OH +H202 —» CH2OHCHOHCH2OH

En este proceso nuevamente se obtiene cetona como subproducto.

MÉTODO DE ISOPROPIL ALCOHOL:

• DESHIDROGENACIÓN:

El otro proceso comercial es la deshidrogenación catalizada con óxido de Zinc

sobre piedra pómez u otro catalizador. Ocurre una reacción endotérmica según:

CH3CHOHCH3 + 65,5 ------------- >CH3COCH3 +H2

• OXIDACIÓN:

Una modificación al proceso de deshidrogenación es una reacción de oxidación

catalizada que provee una reacción endotérmica según:

CH3CHOHCH3 + 1/202 —CAT-400-600ºc—>H20 +CH3COCH3

Donde el catalizador puede ser el mismo utilizado en la deshidrogenación. Es de

notar que actualmente el I.P.A. por su condición de alto costo, se está utilizando

en procesos que proveen mejores productos y se está aprovechando para otras

condiciones como biodiesels

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MÉTODO DE ÁCIDO ACÉTICO:

Reacción descubierta por Squibb hacia 1986, utiliza una descomposición catalítica

del ácido acético libre, bajo catalizadores como carbón de madera, alúmina a 340

– 400ºC, óxidos de Torio y Urano, Cobre a 390 – 410ºC, óxidos y polvos de Zinc,

entre otros; que proveen una afinidad hacia la reacción principal y no la

secundaria.

2CH3CO2 H CH3COCH3 +CO2 +H2O

CH3CO2 H CO2 +CH4

MÉTODO DE FERMENTACIÓN:

Método biológico que consiste en la fermentación de sustancias que contengan

almidón con bacterias como aceto butílicus que, además, produce alcohol butílico,

la bacteria aceto aethylicus o bacteria maserans. Se tiene conocimiento que éste

método es utilizado a nivel industrial en Francia y en Norteamérica, pero es de

notar que debido al tiempo de residencia y/o fermentación de 57 días, a hecho que

esta industria sea relegada a otras especies tales como la fermentación alcohólica.

OTROS PROCESOS:

Actualmente, se reportan otros métodos que debido a su composición y forma de

tratamiento han pasado a un segundo plano.

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La obtención de acetona a partir de acetato de Calcio es reportada hacia 1930,

esto implica una destilación seca sobre catalizador de Hierro, obteniéndose una

acetona bruta que luego tendrá que ser purificada según:

(CH3CO2 )2 Ca CaCO3 +CH3COCH3

Otro método implica la destilación madera que arroja un producto fraccionado de alcohol y del cual se obtienen productos como alcohol metílico y acetona. 1.3 Especificaciones de los componentes del proyecto Especificaciones de las materias primas

CUMENO

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Propiedades físicas y químicas

Peso molecular: 120.20 g/mol

Fórmula molecular: C9H12

Fórmula molecular (estructurada):

C6H5CH(CH3)2

Estado físico: líquido.

Color: incoloro.

Olor: aromático.

Valor pH: no disponible.

Viscosidad dinámica (20° C) 0.79 mPa*s

Punto de fusión: -96° C

Punto ebullición (1013 hPa): 153° C

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Punto de ignición: 420° C

Punto de destello: 31° C cm3

Límites de explosión: Bajo 0.8 Vol%, Alto 6.0 Vol%

Presión de vapor (20° C): 5.3 hPa

Densidad (20° C): 0.86 g/cm3

Solubilidad en: agua (20° C) insoluble, disolventes orgánicos (20° C) soluble

Información complementaria:

Destilable sin descomposición a presión normal.

Identificación de peligros

· Inflamable: Irrita las vías respiratorias. Tóxico para los organismos acuáticos,

puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente acuático.

· Nocivo: si se ingiere puede causar daño pulmonar.

Primeros auxilios

· Tras inhalación: aire fresco.

· Tras contacto con los ojos: Aclarar con abundante agua, manteniendo

abiertos los párpados.

· Tras contacto con la piel: aclarar con abundante agua. Eliminar ropa

contaminada.

· Tras ingestión: beber abundante agua. Evitar vómito.

· En caso de vómito espontáneo: peligro de aspiración. Posible fallo pulmonar.

Consultar al médico.

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Medidas de lucha contra incendios

· Medios de extinción adecuados: CO2, espuma, polvo.

· Riesgos especiales: Combustible. Vapores más pesados que el aire. Posible

formación de mezclas explosivas con aire.

· Mantener alejado de fuentes de ignición.

· Equipo de protección especial para el personal de lucha contra incendios:

Permanencia en el área de riesgo sólo con ropa protectora adecuada y con

sistemas de respiración artificiales e independientes del ambiente.

Manipulación y almacenamiento. Estabilidad y reactividad

· Manipulación: Mantener alejado de fuentes de ignición. Evitar la carga

electroestática.

· Almacenamiento: Bien cerrado, en lugar bien ventilado, alejado de fuentes de

ignición y de calor. De +15° C a +25° C.

· Materias a evitar: oxidantes fuertes.

Información toxicológica

Toxicidad aguda:

· DL50 (oral, rata): 1400 mg/kg

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· DL50 (dermal, conejo): 12300 mg/kg

CATALIZADOR

Dentro del proceso de producción de acetona por el método de HOOK (Vía

cumeno) se pueden utilizar diferentes catalizadores ácidos en la sección de

tratamiento del hidroperóxido de cumeno para generar acetona y fenol por

descomposición del mismo. Para la escogencia del catalizador se debe de tener

en cuenta que el mecanismo muestra que la reacción es de carácter iónico y se

debe tener un compuesto que entregue en un medio (generalmente acuoso) iones

H+.

Compañías como BP Chemicals, Ltda, Hercules, Inc y UOP Cumox han utilizado

generalmente ácido sulfúrico en su proceso (5-25 % peso a T. 50-70° C) puesto

que es barato y presenta buenos resultados su utilización; otra clase de

catalizadores ácidos sólidos han sido reportados, la U.S Pat N° 4.490.565 que

implementa el uso de Beta Zeolita, U.S Pat N° 4.490.566 reporta el uso de

Contraint index 1-12 zeolite como ZSM-5, U.S Pat N° 6.169.215 usa catalizadores

sólidos formado por una modificación de óxidos de los metales del grupo IVB con

los oxianiones de los grupos VIB y con sulfatos óxidos de los metales de

transición, por último la U.S Pat. 6.441251 reporta el uso de M41S que

corresponde a un material sólido con alto número de ácidos sulfónicos y que

poseen una gran actividad ácida, el material del poro cristalino es un silicato o

aluminosilicato trabajando a condiciones de T. 20-150° C y P. 1000 psig por

contacto en una cama estacionaria o fluidizada.

Al analizar lo anterior, se llega a la conclusión de que el ácido sulfúrico es el

catalizador más apropiado para el trabajo de descomposición del HCP, dado que

es más barato, más fácil de utilizar y asequible para este territorio, además, es la

materia prima más utilizada en las industrias, la cual ha presentado buenos

resultados; los catalizadores sólidos reportados implican gastos energéticos

puesto que la temperatura a la que ocurre la reacción es mucho mayor y la presión

que se exige es mayor con la que se contaría al trabajar con ácido sulfúrico.

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ÁCIDO SULFÚRICO


Peso molecular: 98.08 g/mol Fórmula molecular: H2SO4 Fórmula molecular

(estructurada):

H2SO4


Color: incoloro.

Olor: inodoro.

Valor pH a 49 g/l H2O (25° C): 0.3

Viscosidad dinámica (20° C): 26.9 mPa*s

Punto de fusión: -15° C

Punto de ebullición: 310° C

Punto de ignición: no disponible.

Punto de destello: no disponible.

Límites de explosión: Bajo no disponible, Alto no disponible.


Densidad de vapor relativa: 3.4


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Solubilidad en: agua (20° C) soluble

(¡Atención! (Desprendimiento de

calor), etanol soluble

(¡Atención!)Desprendimiento de calor).

Descomposición térmica: 338° C

Primeros auxilios

· Tras inhalación: aire fresco. Avisar al médico.

· Tras contacto con la piel: Aclarar con abundante agua. Extraer la sustancia

por medio de algodón impregnado con polietilenglicol 400. Despojarse

inmediatamente de la ropa contaminada.

· Tras contacto con los ojos: Aclarar con abundante agua, manteniendo los

párpados abiertos (al menos durante 10 minutos). Avisar inmediatamente al

oftalmólogo.

· Tras ingestión: beber abundante agua (hasta varios litros), evitar vómitos

(Riesgo de perforación). Avisar inmediatamente al médico. No efectuar medidas

de neutralización.

Medidas a tomar en caso de vertido accidental

· Medidas de precaución relativas a las personas: No inhalar los vapores /

aerosoles. Evitar el contacto con la sustancia.

· Medidas de protección del medio ambiente: No lanzar por el sumidero.

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· Observaciones adicionales: Eliminación de la nocividad: neutralizar con sosa

cáustica diluida, cal, arena de cal o carbonato sódico.


· Almacenamiento: Bien cerrado, seco. Temperatura de almacenamiento: sin

limitaciones.

· Condiciones a evitar: Calentamiento fuerte.

· Materias a evitar: Agua, metales alcalinos, compuestos alcalinos, amoníaco,

metales alcalinotérreos, soluciones de hidróxidos alcalinos, ácidos, compuestos

alcalinotérreos, metales, aleaciones metálicas, óxidos de fósforo, fósforo,

hidruros, halogenuros de halógeno, halogenatos, permanganatos, nitratos,

carburos, sustancias inflamables, disolventes orgánicos, acetiluros, nitrilos,

nitrocompuestos orgánicos, anilinas, peróxidos, picratos, nitruros, litio siliciuro.

· Información complementaria: Higroscópico, corrosivo, incompatible con

metales, tejidos de plantas / animales.


Toxicidad aguda:

· DL50 (oral, rata): 2140 mg/kg (Con soluciones al 25%).

· CL50 (inhalativo, rata): 0.51 mg/l /2 h (referido a la sustancia pura).

Informaciones adicionales sobre toxicidad: Tras inhalación de aerosoles: lesión de

las mucosas afectadas.

· Tras contacto con la piel: graves quemaduras con formación de costras.

· Tras contacto con los ojos: quemaduras, lesiones de la córnea.

· Tras ingestión: fuertes dolores (¡peligro de perforación!), malestar, vómitos y

diarrea. Tras un periodo de latencia de algunas semanas, posibilidad de

estrechamiento de la salida del estómago (estenosis del píloro).

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Información complementaria: El producto debe manejarse con las precauciones

apropiadas para los productos químicos.

Especificaciones de los productos

FENOL



Fórmula molecular: C6H6O


C6H5OH

Estado físico: sólido.

Color: incoloro.

Olor: característico.

Valor pH a 50 g/l H2O (20° C): 5

Viscosidad dinámica (50° C): 3.437

mPa*s

Punto de fusión: 40.8° C

Punto de ebullición (1013 hPa):

181.8° C

Punto de ignición: 595° C

Punto de destello: 81° C cm3, 85°

C o.c.

Límites de explosión: Bajo 1.3

Vol%, Alto 9.5 Vol%




Densidad de amontonamiento:

620

kg/m3

Solubilidad en: agua (20° C) 84 g/l,

etanol fácilmente soluble,

éter fácilmente soluble.

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Primeros auxilios

· Tras inhalación: aire fresco. Llamar al médico. Introducción de oxígeno.

· Tras contacto con la piel: aclarar con abundante agua. Extraer la sustancia



· Tras contacto con los ojos: Aclarar con abundante agua manteniendo los

párpados abiertos (min. 10 minutos). Llamar enseguida al oftalmólogo.

· Tras ingestión: beber abundante agua; evitar vómitos (¡riesgo de perforación!).

Aplicación posterior: Carbón activo (20-40g de suspensión al 10%). Llamar

inmediatamente al médico.


· Medios de extinción adecuados: Agua, espuma.

· Riesgos especiales: Inflamable. Vapores más pesados que el aire. Con aire

se forman mezclas explosivas. En caso de incendio posible formación de gases

de combustión o vapores peligrosos.

Manipulación y almacenamiento. Estabilidad. y reactividad

· Manipulación: Proteger de la luz.

· Almacenamiento: Bien cerrado. Seco. Protegido de la luz. En lugar bien

ventilado. De +15° C a +25° C. Sólo accesible a expertos.

· Condiciones a evitar: Calentamiento.

· Materias a evitar: aluminio, aldehídos, halógenos, nitritos, nitratos, peróxido de

hidrógeno / agua oxigenada / compuestos férricos, halogenatos, peróxidos.


30

Toxicidad aguda:

· DLLo (oral, hombre): 140 mg/kg;

· DL50 (oral, rata): 317 mg/kg;

· DL50 (dermal, rata): 669 mg/kg,

· CL50 (inhalativo, rata): 316 mg/m3.

HIDROPERÓXIDO DE CUMENO

1. Propiedades físicas y químicas


Color: incoloro a amarillento.

Olor: aromático, débilmente. Penetrante

Viscosidad dinámica (20° C) 12 mPa*s

Punto de fusión < -25° C Descomposición térmica > 80°

Punto de ebullición (20 hPa) 116° C

Punto de destello 57° C

Densidad (20° C) 1.03 g/cm3

Solubilidad en agua (23° C) 8 g/l

metanol (20° C) soluble acetona (20° C) soluble


Puede provocar incendios. Nocivo en contacto con la piel y por ingestión. Tóxico

por inhalación. Provoca quemaduras. Nocivo: riesgo de efectos graves para la

salud en caso de exposición prolongada por inhalación e ingestión.

31

Primeros auxilios

Tras inhalación: aire fresco. Avisar al médico.

· Tras contacto con la piel: Aclarar con abundante agua. Extraer la sustancia



· Tras contacto con los ojos: Aclarar con abundante agua, manteniendo los

párpados abiertos (al menos durante 10 minutos).


Medios de extinción adecuados: Agua, CO2, espuma,

polvo. Riesgos especiales: Favorece un incendio. Alejar

de sustancias combustibles.

Manipulación y almacenamiento. Estabilidad y

reactividad

· Manipulación:

Indicaciones para una manipulación segura:

Evítese la generación de vapores / aerosoles. Trabajar bajo vitrina extractora. No

inhalar la sustancia.

Observaciones sobre la protección de incendios y explosiones:

Mantener alejado de fuentes de ignición. Evitar la carga electroestática.

· Materias a evitar sustancias inflamables, fuerte soluciones de hidróxidos

alcalinos, ácidos.

32

. Información toxicológica

· Toxicidad aguda DL50 (oral, rata): 382 mg/kg

· Toxicidad subaguda a crónica.

· Tras inhalación: Irritación de las mucosas, tos y dificultad para respirar.

Tras contacto con la piel: quemaduras. Riesgo de absorción por la piel

ALFA-METILESTIRENO



Fórmula molecular: C9H10


Color: incoloro.

Olor: desagradable.

Valor pH a 500 g/l H2O 5-6

Punto de fusión: -23 ° C

Punto de ebullición: 165 ° C

Punto de ignición: 420 ° C

Punto de destello: 47 ° C

Límites de explosión: Bajo 0.9 Vol%, Alto

6.6 Vol%

33

Presión de vapor (20 ° C): 2.9 hPa (30 °

C) 5.3 hPa (50 ° C) 15 hPa

Densidad (20 ° C) 0.91 g/cm3

Solubilidad en: agua (20 ° C)

insoluble, etanol (20 ° C) soluble.

Primeros auxilios

· Tras inhalación: aire fresco.

· Tras contacto con la piel: aclarar con abundante agua. Eliminar ropa

contaminada. Tras contacto con los ojos: aclarar con abundante agua,

manteniendo abiertos los párpados. Llamar al oftalmólogo.

· Tras ingestión: Aplicación posterior: Carbón activo (20-40g de suspensión al

10%). No provocar el vómito. Llamar al médico.


· Medios de extinción adecuados: Agua, CO2, espuma, polvo.

· Riesgos especiales: Inflamable, vapores más pesados que el aire. Con aire

se forman mezclas explosivas. En caso de incendio posible formación de gases

de combustión o vapores peligrosos.


· Manipulación: Observaciones sobre la protección de incendios y explosiones:

Mantener alejado de fuentes de ignición. Evitar la carga electroestática.

34

· Almacenamiento: Bien cerrado, en lugar bien ventilado, alejado de fuentes de


· Materias a evitar: iniciadores de polimerización.

· Información complementaria: Mantener alejado de fuentes de ignición.

35



Fórmula molecular: C3H6O


CH3COCH3

Estado físico: líquido

Color: incoloro

Olor: afrutado

Viscosidad dinámica (20° C):

0.32 mPa*s Punto de fusión: -

95.4° C Punto ebullición (1013 hPa):

56.2° C Punto de ignición: 540° C

Manipulación y almacenamiento

Manipulación: Evitar la carga electrostática. Mantener alejado de fuentes de

ignición. Trabajar bajo vitrina extractora. No inhalar la sustancia.

Evítese la generación de vapores / aerosoles.

Almacenamiento: Bien cerrado, en lugar bien ventilado, alejado de fuentes de



Punto de destello: < -20° C cm3

Límites de explosión:

Bajo 2.6 Vol% Alto 13 Vol%

Presión de vapor (20° C): 233 hPa



Solubilidad en: agua (20° C) soluble,

etanol soluble, éter soluble

Constante dieléctrica (25° C): 20.7

36

Fácilmente inflamable. Irrita los ojos. La exposición repetida puede provocar

sequedad o formación de grietas en la piel. La inhalación de vapores puede

provocar somnolencia y vértigo.

Primeros auxilios

· Tras inhalación: aire fresco. En caso necesario, respiración asistida o

por

medios instrumentales.

Mantener libres las vías respiratorias.

· Tras contacto con la piel: aclarar con abundante agua. Eliminar

ropa

contaminada.

· Tras contacto con los ojos: Aclarar con abundante agua manteniendo

abiertos

los párpados (al menos durante 10 minutos). Llamar al oftalmólogo.

· Tras ingestión: hacer beber inmediatamente abundante agua.

.2.6. Estabilidad y reactividad

Materias a evitar: Hidróxidos alcalinos, halógenos, hidrocarburos halogenados /

hidróxidos alcalinos, halogenuros de halógeno, oxidante (entre otros CrO3,

peróxidos, ácido nítrico, ácido nitrante), halogenóxidos, metales alcalinos,

nitrosilos, metales, etanolamina.

Información complementaria: Sensible a la luz; sensible al aire; disolvente;

materiales inadecuados: plásticos diversos, goma; en estado gaseoso / vapor

existe riesgo de explosión con el aire.


Toxicidad aguda:

37

· DL50 (oral, rata): 5800 mg/kg;

· CL50 (inhalativo, rata): 76 mg/l /4 h;

· DL50 (dermal, conejo): 20000 mg/kg.

Informaciones adicionales sobre toxicidad: Tras inhalación de vapores:

irritación de las mucosas, sueño, aturdido. A dosis elevadas: cefaleas, flujo

salival, náuseas, vómito, vértigo, narcosis. No puede excluirse: coma.

· Tras contacto con la piel: leves irritaciones. Acción desengrasante con

formación de piel resquebrajada y agrietada.

· Tras contacto con los ojos: irritaciones. Riesgo de turbidez en la córnea.

· Tras ingestión: trastornos gastrointestinales, cefaleas, flujo salival, náuseas,

vómito, vértigo, narcosis, coma.

1.4 DESCRIPCION DETALLADA DEL PROCESO

Como se ha mencionado la acetona es un producto que puede obtenerse

fácilmente por medio de determinados procesos en los cuales están incluidos

diferentes compuestos: pero es la vía de cumeno la que mejor se adapta a las

necesidades de montaje de un proceso; el método de HOOK como es conocido

ha sido implementado en casi todo el mundo en la producción de fenol,

resultando la acetona como un subproducto rentable que podría a llegar a dejar

muchas ganancias, a continuación se pretende ilustrar el trabajo de la planta

con lo cual se recurrirá a toda la información bibliográfica que se tenga a la

38

disposición, se intentará ser muy prudentes con la información para no incurrir

en ninguna contradicción con lo que se trabaje industrialmente.

OXIDACIÓN

Se realizará en una columna de burbujeo a la cual entrará aire atmosférico por

la parte inferior, con el propósito de hacerlo burbujear en el cumeno y provocar

la oxidación del mismo, ello provee una reacción exotérmica que envuelve 356

Btu de calor por cada libra de hidroperóxido de cumeno formado. Se pueden

utilizar entre 3 a 4 oxidadores en serie ya que la conversión de cumeno a

hidroperóxido es baja, siendo la conversión del cumeno a hidroperóxido de

cumeno de 25 a 40 % (se escogerá una conversión de 35%), además, la

reacción debe ser catalizada utilizando un emulsificante (promotor) para

mejorar la conversión a los valores mencionados, para ello se utiliza una

solución acuosa de carbonato de sodio o hidróxido de sodio utilizando

relaciones de fase acuosa a orgánica de 2 a 5 (se utilizó una relación de 2 con

carbonato de sodio).

El mecanismo de reacción predominante es la reacción de radicales libres. Los

pasos para formar el hidroperóxido y demás compuestos es:

1. Se inicia la descomposición de algunos hidroperóxidos de cumeno (ROOH)

para dar RO* y radicales OH*, los que reaccionan con el cumeno para

formar radicales R*.

2. Se propagan los radicales R*, el cual forma rápidamente ROO* en la

presencia de Oxígeno, además, interactúa con el cumeno para formar el

hidroperóxido y generar el radical R*.

3. Se termina cuando los radicales se recombinan; los principales productos

formados en la oxidación además del HCP son productos que se originan a

partir del radical RO*, siendo así la formación de dimetil fenil carbinol

39

(DMPC) a partir del cumeno, además, se origina acetofenona por

descomposición Homolítica quedando un radical metilo que reacciona con

Oxígeno para obtenerse otros productos como metanol, formaldehído, ácido

fórmico y dióxido de carbono.

Algunas condiciones son consideradas en la bibliografía, se reporta un tiempo

de residencia de 3 a 6 horas, una presión ligeramente superior a la

atmosférica.

LAVADO Y CONCENTRACIÓN

Al quedar la mezcla de reacción después del oxigenador con cierta cantidad

CaCO3 se hace imprescindible realizar un lavado o en el más apropiado caso

una separación por decantación en la que se logre desagregar la solución

orgánica de la mezcla acuosa, pasando la S.O a un concentrador para llevar el

HPC hasta una concentración de 65 a 90 wt% (se escogerá una concentración

de 90 wt%) en una torre de destilación a vacío en la que se elimina gran

cantidad de cumeno, normalmente, la destilación es llevada en más de una

etapa, es de observar que concentraciones mayores de 92 wt% de HCP

conducen una inestabilidad en el proceso que lo vuelve explosivo, y por lo

mismo peligroso para cualquier trabajo con éste.

DESCOMPOSICIÓN DEL HIDROPERÓXIDO

El hidroperóxido de cumeno se descompone por completo, para dar

inicialmente cantidades equimoleculares de fenol y acetona, se producen,

además, pequeñas cantidades de a - metilestireno al deshidratarse el DMPC.

Los pasos incluyen:

· REACTOR:

Los productos de la mezcla de la oxidación del cumeno se añaden en un

reactor CSTR o BATCH (recipiente agitado) comercialmente en el que se

produce una descomposición de HCP al añadir un catalizador (líquido o sólido);

generalmente el ácido sulfúrico se utiliza en concentraciones entre 5 – 15 wt%

40

(se escogió uno de 10wt%) suministrándolo por un acidificador de rejilla hacia

la zona de reacción, que está entre 50 y 90º C (termodinámicamente escogido

en 50º C) por un tiempo suficiente de 30 a 120 minutos hasta bajar la

concentración de HPC entre 0,2 y 3 wt% (escogida una de 2 wt%).

La reacción de descomposición de HPC en fenol y acetona es altamente

exotérmica, por lo cual la temperatura es mantenida por medio de circulación a

través de un sistema de refrigeración; si al diseñar el reactor se escoge un

sistema de enfriamiento alterno, se debe incluir el tiempo gastado en la

refrigeración, lo cual es función del diseño del sistema de intercambio de calor

y de la naturaleza del fluido de enfriamiento; un límite mínimo que se

acostumbra utilizar es de aproximadamente 5 minutos, si el fluido usado es

agua. Lo anterior implicaría introducir un menor tiempo de residencia al

emplear el sistema de refrigeración.

· CONVERTIDOR:

La mezcla de reacción del paso anterior es acondicionada a una temperatura

entre 110 y 130º C bajo condiciones de flujo tapón (reactor PFR) por un tiempo

suficiente para descomponer todo el HCP residual y convertir el DMPC en

AMS, dado que, con estas condiciones es más favorable su condición.

41

TORRE DE LAVADO

Después del convertidor, se hace necesario remover el ácido residual y sales

inorgánicas que pueden encontrarse con lo cual se neutralizan los productos de

la descomposición con fenóxido de sodio u otra solución alcalina como NaOH,

algún álcali o resina de intercambio, además, se puede adicionar agua a

contracorriente dentro de la torre empacada.

ZONA DE DESTILACIÓN

La separación de los compuestos después de la reacción se lleva a cabo en

columnas de destilación, siendo la acetona el primer compuesto en volatilizarse

al tener un punto de ebullición de 56,1º C, luego el cumeno y a - metilestirenos y

por último el fenol con punto de ebullición de 454,9 K.

• Torre N° 1:

En esta torre la acetona cruda que sale en la cima contiene agua y otros

componentes, que son usualmente tratados con álcali en un lavado posterior y

luego puede ser purificado por destilación para venta.

La columna de acetona es operada a una temperatura de cima entre 30 y 60º C,

los fondos son preferiblemente establecidos a una temperatura entre 40 y 110º

C particularmente deseables entre 50 y 80º C. La temperatura de la corriente

tomada de un punto cualquiera de la altura de torre de destilación de donde se

obtiene la acetona pura, es preferible entre 30 y 60º C. Las etapas teóricas de

la columna son 10 y 120. La zona de condensación (platos de cima)

perteneciente a la columna de destilación tiene una separación potencial entre

el 80 y el 99% preferiblemente entre el 90 y el 95%. La alimentación a la

columna de destilación se produce en la sección donde haya una separación

potencial entre el 0 y el 30%

TORRE N° 2:

42

Se destilan los productos provenientes de la primera torre, principalmente AMS

y Cumeno, que posteriormente pueden ser recirculados a la corriente del

cumeno al pasar por un hidrogenador en presencia de Níquel entre “Raney” con

un tiempo de residencia entre 15 y 30 minutos en el que se convierte el AMS en

cumeno; si no se hace una recirculación el AMS y el cumeno pueden ser

separados mediante destilación azeotrópica con agua.

La cima de la columna de cumeno es preferiblemente operada de una manera

suficiente a una temperatura de 40 a 170º C. La temperatura de fondos es

preferiblemente entre 110 y 180º C. La temperatura de la corriente tomada

desde un punto cualquiera de la altura de torre de destilación de donde se

obtiene el cumeno y/o AMS puros, es preferible entre 110 a 180º C. Las etapas

teóricas de la columna de cumeno están entre 10 y 90. El plato de alimentación

óptimo de la fase orgánica de la columna anterior se realiza en la región de la

columna de cumeno que posee una separación potencial entre 10 y 80%. El

punto de derivación en el que el cumeno y/o AMS es derivado se sitúa en la

región de la columna que posee una separación potencial entre el 0 y el 50%.

• TORRE N° 3:

Se separa el fenol crudo proveniente de la segunda columna, fenol que puede

ser purificado por destilación extractiva con agua o por tratamiento con una

resina de intercambio iónico ácida y subsecuente destilación.

La columna de fenol crudo es preferiblemente operada en la parte superior de

la columna a una temperatura entre 120 y 200º C, particularmente entre 130 y

180º C. La temperatura de fondos está entre 120 y 220º C. . La temperatura de

la corriente tomada desde un punto cualquiera de la altura de torre de destilación

de donde se obtiene el fenol puro, es preferible entre 120 a 190º C,

particularmente entre 140 y 190º C. Las etapas teóricas de la columna están

entre 10 y 70. La alimentación se realiza al lado de la columna que presente

una separación potencial entre el 0 y el 80%. La parte donde se deriva el fenol

es tomado en el lado donde presente una separación entre el 30 y el 90%.

43

1.5. BALANCES DE ENERGIA

44

Las propiedades de los compuestos fueron sacadas del “Lange’s Handbook Chemistry”. Tabla 6-1 de Jhon A. Dean, excepto las del hidroperóxido de cumeno que fueron sacadas de la pagina web Nist. Como la reacción se efectúa en fase líquida, tenemos que calcular la energía libre

45

de Gibbs de la siguiente manera: El problema que se presenta, es que no se tiene la energía libre de Gibbs líquida del hidroperóxido de cumeno, pues se necesita para calcular la energía de reacción libre de Gibbs estándar; entonces, se procede a calcularla como se muestra a continuación:

Como no se tiene la energía libre de Gibbs líquida del hidroperóxido de cumeno, se debe calcular hallando en primera instancia, la entropía normal de evaporización y luego corregirla con la temperatura de ebullición del hidroperóxido de cumeno. Teniendo esta última, se calcula la energía libre de Gibbs de evaporización, para luego calcular lo deseado. Primero se determina la entropía normal de evaporización con la ecuación de Kistiakwsky del libro “The properties of gases and liquids” de Reid. Pág.230.

Ahora, se determina el Cp líquido por métodos de grupos de contribución a diferentes temperaturas, y así hallar una correlación. Método de Missenard. Pág.139 del Reid.

47

Con la correlación del Cp líquido del hidroperóxido de cumeno, se puede calcular la entropía de evaporización estándar del hidroperóxido de cumeno.

Las constantes del fenol y la acetona fueron sacadas del libro de Reklaitis. Calculando la entropía de evaporización estándar:

48

Ahora, se calcula la energía libre de Gibbs gaseosa por el método de

contribución de Joback. Pág.155 del Reid.

Después de haber hecho todos los cálculos pertinentes, se procede por último al calcular la energía libre de Gibbs líquida del hidroperóxido de cumeno.

49

Con los calores de reacción de todos los compuestos reaccionantes líquidos, se halla el calor de reacción estándar.

Hallando el calor de reacción estándar, se procede a corregir el calor de reacción a diferentes temperaturas por medio de la ecuación siguiente.

Este calor de reacción a diferentes temperaturas, se realizó a través del software matlab, donde se graficó con respecto a la temperatura (ver en anexos).

Gráfica Nº 2. Comportamiento del calor de reacción con respecto a la Temperatura

50

La gráfica anterior indica que la reacción del hidroperóxido de cumeno es exotérmica y que a medida que aumenta la temperatura, tiende a volverse endotérmica, pero llega un momento (450K) donde y tiende a subir su exotermicidad con el aumento de la temperatura. Como esta reacción es exotérmica se recomienda trabajar con un reactor que facilite el control de la temperatura. Como ya se determinó la energía libre de Gibbs líquida del hidroperóxido de cumeno, se dispone a calcular la energía libre de Gibbs estándar de la

reacción.

51

Con la constante estándar y el calor de reacción a las diferentes temperaturas, se calculan las constantes de equilibrio a esas temperaturas, de la siguiente

manera.

Hallando las constantes de equilibrio a las diferentes temperaturas, se puede determinar la energía libre de Gibbs a diferentes temperaturas, con su respectiva constante de equilibrio.

A continuación se indican las gráficas de la constante de equilibrio y la energía

52

libre de Gibbs con respecto a la temperatura. Gráfica Nº 3. Comportamiento de la constante de equilibrio con respecto a la temperatura.

La gráfica Nº 3 indica que a menor temperatura, mayor es la constante de equilibrio; y entre más grande sea la constante de equilibrio mayor será la cantidad de productos que se tendrán.

Gráfica Nº 4. Comportamiento de la energía libre de Gibbs respecto a la temperatura.

Al observar la Gráfica Nº 4. La energía libre de Gibbs nos indica, si la reacción

53

puede ser posible. En caso del hidroperóxido de cumeno, es posible la reacción por debajo de una temperatura de 84ºC.

constitución de la planta.

Criterios a seguir en la construcción de la planta

Se han tenido en cuenta distintos criterios para realizar la implantación de la

planta:

· Situar un único acceso a la planta, para poder llevar un mejor control de todas

las

entradas y salidas.

· Situar las distintas áreas de forma secuencial, de forma lógica de acuerdo con

el

orden del proceso productivo.

· Poner calles alrededor de cada área para facilitar su acceso.

· No dejar ninguna calle sin salida.

· Situar la báscula cerca de la garita de la entrada, para que ningún camión

descargue reactivo o se vaya con producto sin haber hecho la tara.

·Tener en cuenta la seguridad de los empleados con zonas de paso en el

interior de los edificios. Colocar arcenes y pasos de peatones en las calles del

interior de la planta.

Se han considerado los siguientes parámetros para construir los edificios, las

calles y parkings de la planta:

· Vía de sentido único: 5 metros de ancho.

· Vía de doble sentido: 10 metres de ancho.

· Diámetro superior/inferior para el giro de los camiones: 12m/6m.

· Puerta de acceso a la planta: 10 metros de ancho.

· Puertas de acceso a los edificios: 2 metros de ancho.

· Arcenes: 1,5 metros de ancho.

· Plaza de parking para coches: 2 x 4,5m2.

· Plaza de parking para camiones: 4 x 15m2.

1.5.1 Descripción de las zonas de la planta

La planta de producción de acetona está constituida por las siguientes áreas:

54

Área 100-Tanques de almacenamiento de reactivos: En esta área se

encuentran los tanques de almacenamiento de colocados en el interior de un

cubeto de retención con el fin de evitar posibles fugas.

Área 200-Área de reacción: En esta zona se produce la reacción de oxidación

del cumeno. El cumeno de alimentación y el de reciclo se introducen en el

reactor de oxidación, fluyendo hacia abajo a través de las diferentes secciones

del reactor. El aire que se introduce por la parte inferior burbujea en la fase

líquida. En cada una de las secciones se introduce una parte de la disolución

acuosa de sosa. El calor de reacción se elimina mediante agua de refrigeración

en serpentines colocados en las diferentes secciones.

El gas que sale por la cabeza del reactor se enfría retornando el condensado al

reactor, y se descarga a la atmósfera. El líquido que sale del reactor

(conteniendo 20 – 25 % de hidroperóxido) se concentra primero en un

evaporador de película descendente y posteriormente en unos concentradores

de doble tubo hasta el 80 – 90 % de hidroperóxido. El cumeno recuperado se

recicla al reactor de oxidación.

Área 300-Área de tanques: En esta área se encuentran dos tanques pulmón

también colocados en paralelo. Estos tanques sirven de separación entre las

áreas de reacción y purificación, permitiendo en caso de parada parcial de la

planta seguir trabajando sin parar el proceso durante un cierto tiempo. Los

tanques pulmón permiten almacenar el agua residual proveniente de la torre de

destilación con el fin de garantizar el suministro de esta al proceso en caso de

una avería-

Área 400-Área de purificación: En esta área se encuentran tres torres de

destilación)con el fin de purificar el corriente de salida del

reactor para obtener acetona.

Área 500-Área de almacenamiento de acetona: En esta zona se encuentran

tanques para almacenar el acetona puro que sale por cabezas de la columna

de destilación .

Área 600-Área de almacenamiento de subproductos: En esta zona hay dos

tanques para almacenar subproductos uno para agua de procesos y otros y

otro para fenol.

Área 700-Área de tratamiento de aguas residuales: Esta zona consiste en

una balsa aireada por la que pasa el agua residual de la planta antes de

enviarse a la

55

depuradora.

Área 800-Área de tratamiento de gases: Se quieren minimizar las emisiones

de COV’s y H2SO4 a la atmosfera. Las corrientes gaseosas de salida de los

oxidadores se envían a tratar en un reactor de oxidación catalítica, seguido de

dos torres de adsorción y una antorcha.

Área 900-Servicios: en esta planta se encuentran todos los servicio de la

planta, como por ejemplo, las torres de refrigeración, los chillers, calderas, etc.

Área 900-Servicios: Área 1000-Oficinas:

En esta zona se encuentra el edificio de oficinas. En este hay los despachos de

directivos y trabajadores, sala de reuniones, sala de descanso, etc. También se

encuentra aquí el laboratorio para realizar el control de calidad

Área 1100-Parking: en esta zona se encuentran los aparcamientos de

empleados y de camiones.

Plantilla de trabajadores

La planta de producción de acetona trabajará en continuo 300 días al año, lo

que supone un total de 7200 horas. La parada prevista para la planta se dividirá

en dos etapas, la primera de 35 días estará dedicada al mantenimiento, y la

segunda de 30 días para vacaciones del personal. La primera etapa está

prevista del 26 de junio al 1 de agosto, y la segunda del 1 al 31 de agosto.

La planta dispondrá de los siguientes grupos de trabajadores:

velarán por el buen funcionamiento de la planta desde la dirección, sala de

control.

Se requerirá de 5 personas en este grupo.

industrial, la ingeniería química, la ingeniería mecánica, la ingeniería

electrónica,…

Se necesitará un total de 10 personas, para así poder ser distribuidos en los

diferentes horarios y cubrir las necesidades de personal.

56

contabilidad, marketing, entrada y salida de materias primeras y atención a los

clientes. Habrán 6 personas para realizar estas tareas.

modificación o mantenimiento de cualquier equipo. Este grupo constará de 50

personas.

eza. Se requerirá de un total de 10

personas para seguridad que estarán ubicados a la entrada de la planta para

controlar, sobretodo, la entrada y salida de camiones. Para la limpieza de

oficinas serán suficientes dos personas.

En total se tendrá una plantilla de 85 trabajadores. A continuación, se detalla la

distribución de cada uno de los grupos.

Teniendo en cuenta que los trabajadores tienen jornadas laborales de como

máximo 8 horas y que pueden trabajar 5 días a la semana, se distribuirá la

plantilla de manera que no trabajen más de 40 horas semanales para ahorrar

en gastos de personal.

Los directivos, técnicos y administrativos trabajarán en horario fijo de lunes a

viernes de 9 a 17h con una hora para comer. Se ha de tener en cuenta que

cada semana uno de los ingenieros responsables tendrá que estar de guardia

por si surge cualquier incidente en la planta, fuera del horario de su jornada

laboral. Habrán dos personas encargadas del control de calidad de materias

primeras y reactivos que trabajará en dos turnos, de 6 a 14h y de 14 a 22h.

Los trabajadores de planta, operarios y obreros, estarán distribuidos en cinco

turnos rotativos y se precisará de 10 personas en cada turno:

-Primer turno: de lunes a viernes de 6-14h.

-Segundo turno: de lunes a viernes de 14 a 22h.

-Tercer turno: de lunes a viernes 22 a 6h.

-Cuarto turno: fines de semana, sábado y domingo, jornadas de 12 horas en

horario de 6 a 18h.

-Quinto turno: fines de semana, sábado y domingo, jornadas de 12 horas en

horario de 18h hasta las 6h.

57

El personal de seguridad cumplirá la misma distribución y los turnos se

realizarán en grupos de dos personas.

1.6 ESPECIFICACIONES DE SERVICIOS DE PLANTA

ABASTECIMIENTO DE AGUA

Deberá disponerse de suficiente abastecimiento de agua, a presión adecuada y de temperatura conveniente, así como de instalaciones apropiadas para su almacenamiento y distribución. Se deberá dotar de los implementos necesarios que garanticen que ésta no será contaminada.

El vapor utilizado en superficies que estén en contacto directo con los productos, no deberá contener ninguna sustancia que pueda ser peligrosa para la salud o contaminar al producto.

El agua no potable que se utilice para la producción de vapor, refrigeración, lucha contra incendios y otros propósitos similares no relacionados con los productos, deberá transportarse por tuberías completamente separadas identificadas por colores, sin que haya ninguna conexión transversal ni sifonado de retroceso con las tuberías que conducen el agua potable.

Se deberán realizar cada seis meses, las siguientes determinaciones en el agua de abastecimiento:

- Contenido de Cloro

- Dureza de agua (Contenido de calcio)

- Análisis microbiológicos: (Mesófilos aerobios, Coliformes totales)

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DEBIDO A LA IMPORTANCIA QUE REPRESENTA EL ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

Deberá disponerse de suficiente abastecimiento de agua, a presión adecuada y de temperatura conveniente, así como de instalaciones apropiadas para su almacenamiento y distribución. Se deberá dotar de los implementos necesarios que garanticen que ésta no será contaminada.

El vapor utilizado en superficies que estén en contacto directo con los productos, no deberá contener ninguna sustancia que pueda ser peligrosa para la salud o contaminar al producto.

El agua no potable que se utilice para la producción de vapor, refrigeración, lucha contra incendios y otros propósitos similares no relacionados con los productos, deberá transportarse por tuberías completamente separadas identificadas por colores, sin que haya ninguna conexión transversal ni sifonado de retroceso con las tuberías que conducen el agua potable.

Se deberán realizar cada seis meses, las siguientes determinaciones en el agua de abastecimiento:

- Contenido de Cloro

- Dureza de agua (Contenido de calcio)

- Análisis microbiológicos: (Mesófilos aerobios, Coliformes totales)

DRENAJE

En las áreas donde se utilice agua, se recomienda instalar una coladera por cada 37 m2 de superficie.

Se pide un drenaje para el piso en el cual los puntos más altos deben estar a no más de 3 m de un drenaje maestro colector, la pendiente máxima del drenaje con respecto a la superficie del piso debe ser superior a 5%.

En los establecimientos que así lo requieran, se instalarán trampas de grasa, las tuberías de desagüe de los inodoros deben descargar directamente al sistema de drenaje. Se cuidará que las tuberías de hierro o acero galvanizado sean de un diámetro interior de por lo menos 10 cm. (4 pulgadas).

59

Los drenajes deben ser distribuidos adecuadamente y estar provistos de trampas contra olores y rejillas para evitar entrada de plagas provenientes del drenaje. Tanto los pisos, así como los drenajes deben tener la inclinación adecuada para permitir un flujo rápido y eficiente de los líquidos desechados.

Las cañerías de drenaje deben ser de terminación lisa para evitar la acumulación de residuos y formación de malos olores.

Los establecimientos deben disponer de un sistema eficaz de evacuación de efluentes y aguas residuales, el cual debe mantenerse en todo momento en buen estado. Todos los conductos de evacuación (incluidos el sistema de alcantarillado) deben ser lo suficientemente grandes para soportar cargas máximas y se construirán separados 3 m como mínimo de las instalaciones de abastecimiento de agua potable, a manera de evitar contaminación de la misma.

ILUMINACION

Todo el establecimiento debe tener una iluminación natural o artificial adecuada. Cuando así proceda, la iluminación no debe alterar los colores, y la intensidad no debe ser menor de:

540 lux en todos los puntos de inspección

300 lux en las salas de trabajo.

50 lux en otras áreas.

Los focos y lámparas que estén suspendidas sobre las materias en cualquiera de las fases de producción deben ser de tipo inocuo y estar protegidas para evitar la contaminación de los productos en caso de rotura.

El método de iluminación está determinado principalmente por la naturaleza del trabajo, la forma del espacio que se ilumina, el tipo de estructura del techo, la ubicación de las lámparas y el color de las paredes.

4.4 VENTILACION

Deberá proveerse una ventilación adecuada para proporcionar el oxígeno suficiente, evitar el calor excesivo, la condensación de vapor, el polvo, y para eliminar el aire contaminado. La dirección de la corriente de aire no deberá ir nunca de una área sucia a una área limpia. Deberá haber aberturas de

60

ventilación provistas de una pantalla, o de otra protección de material anticorrosivo. Las pantallas deben poder retirarse fácilmente para su limpieza.

LOS FACTORES DE LOS QUE DEPENDE UN SISTEMA

GENERAL DE VENTILACION SON:

Número de personas que ocupan el área, oficina o planta.

Condiciones interiores del ambiente físico del local,

(temperatura, luz, humedad).

Tipo de productos que se elaboran.

Condiciones ambientales exteriores.

Tipo de actividad realizada (proceso) en las áreas que requieren

ser ventiladas y grado de contaminación de las mismas.

Una ventilación natural se puede lograr mediante, ventanas, puertas,

tragaluces, ductos conectados a rejillas y aberturas especialmente

diseñadas para tal fin.

En caso de contar con equipo de ventilación o de extracción de aire, no deberán ser fuentes de contaminación al proceso por arrastre de partículas en el aire.

La contaminación de los productos a partir del medio ambiente puede ser importante tanto por razones sanitarias como económicas.

Algunos organismos patógenos, especialmente los causantes de infecciones respiratorias, pueden llegar por medio del aire a los empleados que manipulan el producto en las empresas, y a los mismos productos.

El aire carece de una flora microbiana propia, ya que todos sus gérmenes se encuentran allí accidentalmente y, en general, se hallan sobre partículas sólidas en suspensión o en pequeñas gotas de agua. Los microorganismos llegan al aire por medio del polvo, tierra seca, salpicaduras de las corrientes de agua, lagos o mares, gotitas expulsadas al toser, estornudar o hablar, hongos esporulados que crecen en paredes, techos, suelos, productos e ingredientes. De aquí que el medio ambiente que rodea una instalación deba ser cuidado y controlado adecuadamente.

61

Según las necesidades se recomienda instalar aparatos de extracción y ventilación para remover efectivamente el aire, olores de la planta y para proporcionar ambiente adecuado de trabajo. Periódicamente, se recomienda de acuerdo con la naturaleza de las actividades de los establecimientos, realizar análisis microbiológicos con placas expuestas al medio ambiente.

RECIPIENTES PARA LA BASURA

Los establecimientos que se dediquen al proceso de productos contarán con una área exclusiva para el depósito temporal de desechos.

Los recipientes de basura en la planta deben estar convenientemente ubicados, deben mantenerse de preferencia tapados e identificados. Es necesario especificar, naturaleza y estado físico de los desechos, métodos de recolección y transporte, frecuencia de recolección y otras características mínimas de la basura como: aristas cortantes, toxicidad, flamabilidad y otras.

El área central de colección de basura debe tener construcción sanitaria que facilite la limpieza evitando acumulación de residuos y malos olores. Esta área debe estar delimitada y fuera de las áreas de producción. Se recomienda tomar en cuenta los vientos dominantes para evitar que éstos acarreen malos olores dentro del establecimiento.

La basura debe ser removida de la planta, por lo menos, diariamente. Y se recomienda separar los desechos orgánicos de los inorgánicos.

DUCTOS

Las tuberías, conductos, rieles, vigas, cables, etc., no deben estar libres encima de tanques y áreas de trabajo donde el proceso esté expuesto, ya que éstos constituyen riesgos de condensación y acumulación de polvo que contaminan los productos. Y en donde existan deben tener libre acceso para su limpieza.

De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana expedida por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social. 1993. NOM-027-STPS-1993, señales y avisos de seguridad e higiene. México, D.F

Se recomienda observar el siguiente, código de colores para pintar las tuberías:

62

- EQUIPOS

2.1.- LISTA DE EQUIPOS

ACETON

A

Listado de equipos

Localización

Planta Producción de

acetona

fecha

ETAPA DEL

PROCESO

N°

DESCRIPCIÓN

PARÁMETRO

CARACTERÍSTICO

VALOR

MAT.

CONSTRUCCIÓN

OBSERVACIÓN

Oxidación 4 Columna de

burbujeo

Conversión de

cumeno

35% Pueden usarse

de 3 a 4

Lavado y

concentración

1 Decantador Concentración 65-90

Wt%

1 Intercambiador de

calor

Temperatura 298-303 K

1 Torre de

destilación

Concentración 92 Wt% Se trabajara a

vacio

Descomposición

del hidroperóxido

1 Reactor BATCH Temperatura

tiempo

50 °C

120 min

63

2.2 DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES

COLUMNA DE BURBUJEO:

Columna de burbujeo, que comprende un recipiente con forma de columna con

zona de lodos, zona central y zona de cabeza, uno o varios fondos perforados

dispuestos horizontalmente en la zona central, cuya superficie abierta es del 3

a 20 %, con dispositivos para la aportación y la evacuación de una fase líquida

así como de una fase de gas para el funcionamiento de la columna de burbujeo

en contracorriente, caracterizada porque los fondos perforados poseen sobre la

sección transversal de la columna una distribución esencialmente uniforme de

los orificios, porque la superficie de la sección transversal de los diferentes

orificios es de 0, 003 a 3 mm2 y porque las zonas que se hallan por encima y

por debajo de un fondo comunican entre sí a través de al menos una bajante

(“downcomer”) para el paso de líquido, al mismo tiempo, que la bajante se

construye como tubo circular dispuesto en el fondo o como tolva con forma de

segmento o como un tubo exterior, que comunica dos zonas adyacentes, de tal

modo, que en el estado de funcionamiento no sea recorrido por el gas.

DECANTADOR:

Decantadores estáticos. Caracterizados por que la recogida de los

flóculos se hace por simple sedimentación. Los decantadores estáticos pueden

ser intermitentes en los el agua el llena un depósito en el que permanece varias

horas, posteriormente se vacía la capa superior de agua hasta un nivel por

1 REACTOR PFR Temperatura 130

°C

110-130°c

Torre de lavado 1 Torre de lavado pH base

Zona de destilación 3 Columna de

destilación

temperatura 30-40°C

64

encima de los fangos depositados. Este procedimiento puede ser interesante

para instalaciones provisionales o pequeñas instalaciones, pero escasamente

útil para explotaciones industriales de la decantación.

Más utilizados son los de flujo continuo en los cuales el agua entra de

forma continua en el decantador, este procedimiento resulta el más rentable en

una explotación permanente, pero requiere un control del caudal, ya que sus

variaciones provocan la formación de remolinos que a su vez, propician la

ascensión de los flóculos a la superficie.

Para que se depositen los fangos, es preciso que la velocidad

ascensional sea inferior a la velocidad de caída de las partículas.

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Tipos de intercambiadores de calor según su construcción

Si bien los intercambiadores de calor se presentan en una inimaginable

variedad de formas y tamaños, la construcción de los intercambiadores está

incluida en alguna de las dos siguientes categorías: carcaza y tubo o plato.

Como en cualquier dispositivo mecánico, cada uno de estos presenta ventajas

o desventajas en su aplicación.

Carcasa y tubo

Este tipo de intercambiador consiste en un conjunto de tubos en un contenedor

llamado carcaza. El flujo de fluido dentro de los tubos se le denomina

comúnmente flujo interno y aquel que fluye en el interior del contenedor como

fluido de carcaza o fluido externo.

En los extremos de los tubos, el fluido interno es separado del fluido externo de

la carcaza por la(s) placa(s) del tubo. Los tubos se sujetan o se sueldan a una

placa para proporcionan un sello adecuado. En sistemas donde los dos fluidos

presentan una gran diferencia entre sus presiones, el líquido con mayor presión

se hace circular típicamente a través de los tubos y el líquido con una presión

más baja se circula del lado de la cáscara. Esto es debido a los costos en

materiales, los tubos del intercambiador de calor se pueden fabricar para

65

soportar presiones más altas que la cáscara del cambiador con un costo mucho

más bajo.

Funcionamiento de los intercambiadores de calor

Como hemos visto hasta ahora, la función general de un intercambiador de

calor es transferir calor de un fluido a otro.

Los componentes básicos de los intercambiadores se pueden ver como un tubo

por donde un flujo de fluido está pasando mientras que otro fluido fluye

alrededor de dicho tuvo. Existen por tanto tres intercambios de calor que

necesitan ser descritos:

1.- Transferencia de calor convectiva del fluido hacia la pared interna del tubo

2.- Transferencia de calor conductiva a través de la pared del tubo

3.- Transferencia de calor convectiva desde la pared externa del tubo hacia el

fluido exterior.

Para desarrollar la metodología para el análisis y diseño de un intercambiador

de calor, atendemos primero el problema de la transferencia de calor del fluido

interno en el tubo hacia el fluido externo en la carcaza.

Entre las principales razones por las que se utilizan los intercambiadores de

calor se encuentran las siguientes:

• Calentar un fluido frío mediante un fluido con mayor temperatura.

• Reducir la temperatura de un fluido mediante un fluido con menor

temperatura.

• Llevar al punto de ebullición a un fluido mediante un fluido con mayor

temperatura.

• Condensar un fluido en estado gaseoso por medio de un fluido frío.

66

• Llevar al punto de ebullición a un fluido mientras se condensa un fluido

gaseoso con mayor temperatura.

TORRE DE DESTILACIÓN:

Una columna de destilación simple es una unidad compuesta de un conjunto de

etapas de equilibrio con un solo alimento y dos productos, denominados

destilado y fondo. Incluye, por lo tanto, una etapa de equilibrio con alimentación

que separa dos secciones de etapas de equilibrio, denominadas rectificación y

agotamiento.

Se requiere de un dispositivo, como un rehervidor, donde se transfiera calor al

líquido que emerge de la etapa de equilibrio correspondiente al fondo de la

columna para vaporizarlo parcialmente, de tal manera que la fracción

vaporizada se recircula al fondo de la columna y se mantenga en un flujo

ascendente a través de la columna. La fracción no vaporizada se remueve

como producto de fondo.

El vapor que emerge de la etapa superior de la sección de rectificación es

condensado, y el líquido resultante se divide en dos fracciones. Una fracción se

remueve como el producto de tope o destilado. La otra fracción líquida,

denominada reflujo, se recircula al tope de la columna y se mantiene en un flujo

descendente a través de ella, estableciendo el contacto requerido con la fase

vapor ascendente para la transferencia de masa deseada en cada una de las

etapas de equilibrio líquido - vapor.

En la gran mayoría de columnas de destilación, el rehervidor es parcial pero el

condensador puede ser total o parcial. Un condensador es total cuando todo el

vapor del tope de la columna es completamente condensado, en el caso

contrario se conoce como un condensador parcial. Si toda la fracción

condensada se recircula a la columna se dice que la columna opera a reflujo

tota.

67

REACTOR BATCH:

El reactor tipo batch es un reactor donde no existe flujo de entrada y de salida,

es smplemente un reactor con un agitador que homogeniza la mezcla

Es aquel en donde no entra ni sale material durante la reacción, sino mas bien,

al inicio del proceso se introducen los materiales, se lleva a las condiciones de

presión y temperatura requeridas, y se deja reaccionar por un tiempo

preestablecido, luego se descargan los productos de la reacción y los

reactantes no convertidos.

Las ventajas del reactor mienten con su flexibilidad. un solo recipiente puede

realizar una secuencia de diversas operaciones sin necesidad de romper la

contención.

REACTOR PFR:

Un reactor PFR es básicamente un tubo donde se realiza una reacción con

cambios axiales en la concentración, la presión y la temperatura. Los reactores

PFR, a menudo, se construyen de muchos tubos de pequeños diámetros y de

grandes longitudes y se emplean con fluidos a grandes velocidades y

pequeños tiempos espaciales. Esto minimiza el mezclado axial del fluido, limita

los perfiles radiales de temperatura y provee el área de transferencia de calor

necesaria. Los tubos se arreglan en un banco como en los intercambiadores

de calor. Si no se desea intercambio calórico en la zona de reacción, puede

utilizarse uno o una serie de lechos empacados de diámetros más grandes.

En un PFR, uno o más reactivos líquidos se bombean a través de una tubería o

tubo. En este tipo de reactor, el cambio de velocidad de reacción crea un

gradiente con respecto a la distancia recorrida, en la entrada de la PFR la tasa

es muy alta, pero como las concentraciones de reactivos y la disminución de la

68

concentración del producto (s) aumenta la velocidad de reacción disminuye.

Algunos aspectos importantes de la PFR:

Todos los cálculos realizados con PFR no asumen ninguna anterior o

posterior a la mezcla, como lo implica el término "flujo de pistón".

Los reactivos pueden ser introducidos en la PFR en los lugares en el

reactor que no sea el de entrada. De esta manera, una mayor eficiencia

se puede obtener, o el tamaño y el costo de la PFR pueden ser

reducidos.

A PFR normalmente tiene una mayor eficiencia de un reactor de mezcla

del mismo volumen.

TORRE DE LAVADO:

Después del convertidor, se hace necesario remover el acido residual y

sales inorgánicas que puede encontrarse con lo cual se neutralizan los

productos de la descomposición con fenoxido de sodio u otra solución

alcalina como NaOH, algún álcali o resina de intercambio, además se puede

adicionar agua a contra corriente dentro de la torre.

69

2.3 DESCRIPCION BREVE DE OTROS EQUIPOS

BOMBAS

Las bombas de proceso tienen la finalidad de impulsar los corrientes líquidos a

través del proceso. Por las necesidades de operación y versatilidad,

prácticamente todas las bombas son cinéticas. En el diseño de las mismas,

hemos sobredimensionado las cargas hidráulicas que debe vencer la bomba,

para la hipótesis de futuras ampliaciones.

Además con un cambio de rodete, podríamos aumentar el caudal un 20%

prácticamente.

VÁLVULAS

Las válvulas son elementos que permiten, impiden o regulan la circulación de

un fluido por una tubería. Según esta definición, las válvulas se pueden

clasificar en dos grupos:

Válvulas todo/nada: este tipo de válvula únicamente permite o impide el

paso del fluido por el interior de la tubería y por lo tanto no regulan el

caudal. Estas válvulas tapan completamente la sección de la cuando están

cerrada, pero cuando están abiertas ofrecen la mínima resistencia al paso

del fluido y como consecuencia las pérdidas de carga son mínimas. En la

industria química las más comunes son las válvulas de bola y mariposa.

Válvulas de regulación: este tipo de válvulas aumenta o disminuye el grado

de apertura, proporcionando una regulación del caudal que debe circular. La

corriente del obturados debe ser suficientemente lenta como para permitir

diferentes caudales, siendo las pérdidas de carga mayores en este tipo de

válvulas que en la tipo todo/nada. Este tipo de válvulas son las que se

utilizan en los sistemas de control de las plantas químicas.

2.4 HOJA DE ESPECIFICACIONES

70

COLUMNA DE DESTILACION

Presión a destilación 1 atmosfera, tiene una velocidad de vapor de 3 pies/ seg,

la separación entre platos es de 2 pies, la altura de la torre es de 7 metros y

posee 12 etapas.

DECANTADOR

71

La existencia de un separador es evidente y su diseño puede partir de la

expresión general de una esfera que se mueve a través de un fluido continuo

bajo la fuerza de gravedad.

Para fines de diseño en una separación agua – liquido orgánico, el tamaño y la

forma real de la partícula dependerá de la intensidad de la mezcla y de las

propiedades del sistema en cuestión, pero para diseño, Dp = 0. 004 in, c = 17,

densidad = 62, densidad = 50, de las definiciones anteriores se obtiene:

Donde D es el diámetro de del depósito en pies, Q caudal del fluido de proceso,

(ambas fases), pie3/ seg, y razón L/D = 4.

REACTOR

72

Los costos de compra del agitador de propulsor y de turbina incluyen

motor reductor de velocidad y el impulsor listo para instalarse en el recipiente.

CBM, = Cp. a FBM, el FBM , es el factor para acero inoxidable según la

potencia del agitador.

CBM (costo del equipo de agitación)= $ 12, 500 (precio a 1971), corregido

a 2003, da $ 49971.92

TORRE DE LAVADO

73

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Se supone adiabático.

2.5 CALCULO DE COSTOS DE EQUIPOS PRINCIPALES.

INTERCAMBIADOR DE CALOR.

74

DATOS:

Presión: 300 psi

Tipo de diseño: tipo kettle

Material de la coraza y tubo: acero al carbón/ acero inoxidable

Área de trasferencia de calor: 25 ft2

Costo del intercambiador = $ = [costo base (Fd +Fp)*Fm]

Calculo del costo base: $12000

Fd: 1.35

Fp: 0.10

Fm: 1.54

El costo ajustado es:

C= 350 (1.35+0.10)1.54

C= 782

EL FACTOR DE MODULO DESNUDO ES: 3.39

El costo de una unidad en base a cero al carbón, presiones moderadas

cabezal flotante y en 1968 es:

C= 350 *3.39= 1, 187

C= 1, 187 +(782 -350)=1, 619

PARA 1968:113.7

PARA EL 2011: 570.3

C= 1, 619*442/113.7

C = $ 8,121

Añadiendo el 15% de contingencias se obtiene el costo deseado

Costo: $ 9,892.14

COLUMNA DE DESTILACION

Columna de destilación (12 platos). Propiedades: - L= 23 pies

- D= 4.5 pies - P= 1 atm. - Acero al carbón - Vertical - 24 plg. de espaciamiento entre platos (platos de válvula) - h= (12+1)(2)= 26 pies

75

Estimando el costo de la columna (figura 3.6 del libro Diseño de Procesos de Ingeniería Química, autor: Arturo Jiménez Gutiérrez)

Cb= $9,000 Los factores de ajuste para este caso son:

Fm= 1 (Acero al carbón) Fp= 1 (Hasta 50 psi)

El costo ajustado de la columna es:

Cfob= [Cb*Fm*Fp]= [$9,000*1*1]= $9,000 Estimando el costo base de los platos (figura 3.7) Cb= $1,000 Los factores de ajuste para este caso son:

Fs= 1.0 (Espaciamiento de 24 plg.) Ft= 0.4 (Tipo de plato)

Fm= 0 (Acero al carbón) El costo ajustado de los platos es:

Cfob= [Cb(Fs+Ft+Fm)]= [$1,000(1.0+0.4+0)]= $1,400 Ahora para recipientes verticales, el factor del módulo desnudo es (tabla 3.2) Factor de modulo= 4.34 El costo del módulo desnudo en 1968 es: Cmd= $9,000x4.34= $39,060 El costo del módulo desnudo ajustado es: Cmda= Cmd+ (Cfob – Cb) = $39,060+($9,000 - $9,000) = $39,060 Cmda+Costo de platos= $39,060 + $1,400 = $40,460 Este valor representa el costo de la unidad de deseada en 1968, año base de la información usada. Para estimar el costo de la unidad en el año 2011, usamos los índices de costos de Chemical Engineering (tabla 2.1) Para 1968: 113.7 Para 2011: 570.3

76

Por lo tanto:

Cmda= $40,460(570.3/113.7) = $202,941 Añadiendo el 15% de contingencias se obtiene el costo deseado Costo= $518,830.59 + (15%) = $ 233,382

REACTOR.

Los costos de compra del agitador de propulsor y de turbina incluyen

motor reductor de velocidad y el impulsor listo para instalarse en el recipiente.

CBM, = Cp. a FBM, el FBM , es el factor para acero inoxidable según la

potencia del agitador.

CBM (costo del equipo de agitación)= $ 12, 500 (precio a 1971), corregido

a 2003, da $ 49971.92.

CORREGIDO A 2011

Factor de ajuste para 2011: 570.3

77

$ 49971.92.*570.3/394.1= $ 72,314.00

3.- CONTROL E INSTRUMENTACIÓN

3.1 INTRODUCCIÓN.

El diseño de un sistema de control para una planta química no es un problema

puramente matemático o de teoría de control, sino que es un problema de

ingeniería que toca aspectos teóricos y prácticos de muy diversa índole.

En primer lugar se ha de tener un buen conocimiento de los fenómenos

químicos y físicos involucrados en los procesos para poder entender y evaluar

las relaciones entre las variables de salida a controlar y las variables de

entrada manipulables; es decir entender cómo debe operarse en una planta.

En segundo lugar, se debe poseer un amplio conocimiento de teoría de control

para dominar tanto las técnicas de análisis dinámico para caracterizar el

78

comportamiento dinámico del proceso, como las técnicas de control para

establecer la configuración del sistema y la sintonización de controladores.

Por último para abordar el diseño de un sistema de control se requiere también

un conocimiento suficiente de la amplísima instrumentación disponible hoy en

día en el mercado.

Intentaremos definir nuestro sistema de control, que instrumentos utilizaremos

para controlar el proceso y que todo se lleve a cabo correctamente, las

estrategias de control que utilizaremos, así como los diferentes lazos de control

que tendremos en nuestra planta.

3.1 CONTROL DIGITAL

Antes de pensar en la implementación física del sistema de control, hay que

considerar el tipo de control que se quiera llevar a cabo (si es analógico o si es

digital) ya que de ello depende la estructura del sistema de control.

El control que se lleva a cabo a en nuestra planta es digital por computador. En

la actualidad, en cualquier sistema que posea cierto grado de complejidad, no

se plantea el diseño de un sistema de control que no sea de este tipo.

La razón son las múltiples ventajas, respecto a la utilización de controladores

analógicos, en cuanto a:

- herramientas de cálculo

- recopilación de información

- integración de funcionalidades como regulación de variables, seguimiento de

variables, recopilación y centralización de datos, etc.

79

El control por computador también presenta algunos inconvenientes, como la

excesiva dependencia del control en pocas unidades de decisión. Sin embargo,

el desarrollo de estos sistemas ya ha encontrado maneras de mitigar estos

inconvenientes, como la descentralización en un solo equipo de las funciones

de control (utilizando un buen sistema de comunicación entre computadores), y

la redundancia en las unidades de control con más responsabilidad.

Otro inconveniente, aunque sin ser tan crítico, es la utilización de funciones

discretas en vez de continuas; esto se soluciona llevando a cabo una elección

adecuada del tiempo de muestro de señal.

Con relación a los algoritmos de control para los distintos lazos, este tipo de

control digital presenta importantes utilidades respecto a la utilización de

controladores analógicos.

Algunas de estas utilidades son la capacidad de cálculo y capacidad de lógica

sobre las variables de entrada así como las de salida, capacidad de

reestructurar en línea lazos de control (control adaptativo), posibilidad de

adaptarse automáticamente a cambios en el proceso, un mayor número de

algoritmos de control, etc.

Ver cuál es el algoritmo más adecuado para cada lazo de control requeriría un

estudio más a fondo de la dinámica de sistemas en las diferentes partes de la

planta: orden del sistema, variables, perturbaciones y su magnitud, grados de

libertad, dinámica de los elementos del sistema de control (tanto elementos

primarios como elementos finales), etc.

Sin embargo, llevar a cabo este diseño de los algoritmos de control ocuparía

mucho tiempo y por ello no se contempla en este proyecto, y nos centraremos

en la elección de los lazos de control y la instrumentación requerida y no tanto

en su diseño.

80

3.2 ARQUITECTURA DEL SISTEMA DE CONTROL

Esta planta estará provista de dos estaciones de control, una principal situada

en el mismo edificio que los laboratorios y otra situada en el área de

purificación. Esto es debido a que la situación de las dos estaciones es muy

cercana a todas las áreas y se puede establecer una buena comunicación sin

tener que cablear largas distancias.

En las estaciones de control es donde residirán los operadores que tendrán

que vigilar en todo momento el funcionamiento de la planta y del sistema de

control.

81

En las salas de control los operarios deben poder modificar manualmente el

control del proceso.

Las principales

ventajas de una estructura

de control distribuida son las siguientes:

- cada unidad funcional es más sencilla

- las unidades de control pueden ser también más sencillas

- si falla una unidad de control no se paraliza necesariamente toda la planta

Sin embargo, también presenta algunos inconvenientes, que habrá que

considerar a la hora de diseñar la estructura de control:

- las unidades de control deben soportar las comunicaciones

- para no sobrecargar el sistema es necesario identificar procesos autónomos

82

3.3 SISTEMA DE CONTROL DE SEGURIDAD

Existen varios tipos de sensores en lo que al control de seguridad de la planta

se refiere.

En nuestra planta se instalaran sensores de humo, sensores de gas, de llamas

y de frío en cada uno de los equipos de proceso. Si en algún momento se

transmite una señal de sensores de seguridad, se recibirá en el controlador

que enviará otra señal de salida hacia los actuadores situados en campo.

Estos actuadores acostumbran a ser válvulas que se abren para dejar paso al

agua contra incendios que circula por unas tuberías con aspersores que rodean

a los equipos o a gases que provocan un descenso de la concentración de

oxigeno en el punto donde estén situados para evitar así la combustión de

cualquier tipo de fluido.

Señales e instrumentos de un sistema de control

El sistema de control automático de nuestro proceso está constituido por cuatro

tipos de elementos básicos, cuya función dentro del sistema es la siguiente:

- Sensor: son los instrumentos que miden las variables a controlar, las

variables de perturbación y las variables secundarias a partir de las cuales se

infiere el valor de otras que no pueden medirse directamente o que es muy

costoso hacerlo.

83

Transmisor o transductor:

El efecto físico producido en el sensor no

suele ser directamente utilizable como señal

que pueda ser procesada por el controlador

para calcular la acción de control. Antes es

preciso convertir la magnitud del efecto

físico en una señal estándar eléctrica,

neumática o digital, que pueda ser

transmitida a distancia sin verse perturbada

y que pueda ser entendida por un controlador, un registrador o un sistema de

monitorización de cualquier fabricante.

- Controlador: recibe la señal correspondiente a la variable medida y calcula la

acción de control de acuerdo con el algoritmo de control (por retroalimentación,

cascada u otro) que se haya programado en él. Ese cálculo se traduce en un

valor determinado de la señal estándar de salida que se envía al elemento final

de control.

- Actuador o elemento final de control: este elemento es el que manipula la

variable de proceso de acuerdo con la acción calculada por el controlador, la

cual le llega en forma de señal analógica estándar.

84

3.4 TIPOS DE SEÑALES

Las señales de la planta pueden ser:

- Entradas analógicas: son entradas que recibe el sistema y que tienen una

variación decimal dentro de un rango. Así todas las presiones y temperaturas

son de este tipo de señales.

- Salidas analógicas: tienen la misma característica que las entradas pero en

este caso el sistema envía la señal al elemento. Un ejemplo son las válvulas de

control.

- Entradas digitales: son en igual caso señales que recibe el sistema del

elemento, pero en este caso sólo puede tomar valores de 0 y 1. Un ejemplo

son las alarmas de nivel.

- Salidas digitales: tienen la misma característica que las entradas digitales,

pero ahora es el sistema de control el que envía al elemento un 1 o un 0.

85

3.5 NOMENCLATURA

Válvulas:

Cada válvula deberá ir identificada para facilitar la comprensión de los

diagramas de ingeniería y aportar toda la información necesaria de forma

simplificada, con cuatro grupos de letras y/o números separados por un guión,

cuyo significado se muestra a continuación:

Grupo 1: Diámetro nominal, en pulgadas, de la válvula.

Grupo 2: Material de construcción del accesorio, será función de las

condiciones de operación y las características del fluido circulante.

Grupo 3: Tipo de válvula escogido según la función que vaya a realizar dentro

de la línea de proceso.

Abreviaturas de válvulas

VÁLVULA CÓDIGO

Bola B

Bola automática BA

Mariposa M

Mariposa automática MA

Retención R

Tres vías T

Reductora VR

Seguridad VS

86

BOMBAS

El mercado presenta una gran variedad de bombas, clasificándolas según sus

características siguiendo el esquema de la figura 12.

Cenlrilugai ,— M *ea Flow

Kinetic TurDine {flerjenerativi _ Axiat Flow

.— Visoous Drag

Scsciol — Screw Centrifusjal _

Rotaling Case- _ Vortejt — vane

— Pistón

Rotary — Flexible Member

— Lote _ Geat

: '.y.. tiv-C _ Ci rcurnierentiai Pistón

_ Screw Dispiacerrient

Reciprocad ng _ FistorLfPiungsf —

Diaphragm BIQW Case

Open Screuf (L¡ 1t:

TUBERIAS:

87

Cada tubería se especifica en el diagrama de ingeniería con una denominación

abreviada que consta de cinco grupos de letras:

- Primer grupo: indica el diámetro nominal de la tubería en pulgadas.

- Segundo grupo: indica el material de construcción de la tubería.

4.1: Abreviaturas del tipo de material.

- Tercer grupo: indica el fluido que circula por la tubería. En la

siguiente tabla Se pueden observar las abreviaturas utilizadas para

cada fluido.

- Cuarto grupo: número específico de la tubería que contiene presión

nominal y tipo de conexión. Este código consta de dos cifras, la

primera de ellas indica la presión nominal y la segunda el tipo de

brida que se utiliza.

- Quinto grupo: indica el área donde se encuentra la tubería.

Tipo de material Abreviatura

Acero al carbono A515 C

PVC P

AISI 304 IN

88

3.6 LISTADO DE CONTROL

VALVULAS.

Para nuestra planta se utilizaran dos tipos de válvulas

Válvulas de bola:

Disponen de dos posiciones, válvula completamente abierta, que es cuando

deja pasar el caudal y válvula completamente cerrada, que es cuando no

deja pasar el caudal. Normalmente, estas válvulas se sitúan en las

entradas y salidas de los equipos de proceso, además de antes y

después de las válvulas de control o bombas de tal manera que las

últimas se puedan aislar. Estas válvulas se usaran para diámetros que

no superen las 3 pulgadas.

Válvula de seguridad:

Este tipo de válvulas se usan sobre todo en tanques a presión para

evitar que un exceso de presión pueda provocar daños por una posible

explosión por sobrepresión. Se regulan para que a una determinada presión

se abran y liberen el exceso de presión. A no ser que haya sobrepresión

estas válvulas permanecerán cerradas.

BOMBAS:

89

En base a los datos con los que se cuentan se tiene que se utilizaran bombas

de proceso.

Según el catalogo del proveedor de bombas, KSB. Estas son sus propiedades:

TUBERIAS:

Se tiene un diámetro nominal de 1.5 plg, Las tuberías de acero inoxidable se

utilizarán para las tuberías principales del área de reacción y purificación, ya

que estarán sometidas a problemas de corrosión. Las de acero al carbono

serán utilizadas principalmente para la zona de purificación, y finalmente las

tuberías de PVC se utilizarán para el área de tratamiento de aguas debido a

que no hay riesgo de corrosión.

CAPITULO 5. SEGURIDAD E HIGIENE

5.1 INTRODUCCIÓN

El objetivo de este apartado es detectar los posibles peligros asociados a esta

planta con el fin de minimizar el riesgo de accidentes. También se explican las

medidas que deben adoptarse en caso de accidente.

90

Disposiciones generales de la planta

Todo lugar de trabajo deberá seguir unas disposiciones mínimas de seguridad

y salud, se deberán adoptar las medidas necesarias para que la utilización de

los lugares de trabajo no origine riesgos para la seguridad y salud de los

trabajadores o, si ello no fuera posible, para que tales riesgos se reduzcan al

mínimo.

Los lugares de trabajo deberán cumplir las disposiciones mínimas en cuanto a

sus condiciones constructivas, orden, limpieza y mantenimiento, señalización,

instalaciones de servicio o protección, condiciones ambientales, iluminación,

servicios higiénicos y locales de descanso, y material y locales de primeros

auxilios.

Orden, limpieza y mantenimiento

- Las vías de circulación de los lugares de trabajo deberán poder utilizarse

conforme a su uso previsto, de forma fácil y con total seguridad para los

peatones o vehículos que circulen por ellas y para el personal que trabaje en

sus proximidades. Las zonas de paso, salidas y vías de circulación de los

lugares de trabajo y, en especial, las salidas y vías de circulación previstas

para la evacuación en casos de emergencia, deberán permanecer libres de

obstáculos de forma que sea posible utilizarlas sin dificultades en todo

momento.

- Los lugares de trabajo y sus equipos e instalaciones, se limpiarán

periódicamente y siempre que sea necesario para mantenerlos en todo

momento en condiciones higiénicas adecuadas.

Las operaciones de limpieza no deberán constituir por sí mismas una fuente de

riesgo para los trabajadores que las efectúen o para terceros, realizándose a tal

fin en los momentos, de la forma y con los medios más adecuados.

Los lugares de trabajo y, en particular, sus instalaciones, deberán ser objeto de

un mantenimiento periódico, de forma que sus condiciones de funcionamiento

satisfagan siempre las especificaciones del proyecto, subsanándose con

rapidez las deficiencias que puedan afectar a la seguridad y salud de los

trabajadores.

Condiciones ambientales de los lugares de trabajo

91

- La exposición a las condiciones ambientales de los lugares de trabajo no

debe suponer un riesgo para la seguridad y la salud de los trabajadores.

Asimismo, y en la medida de lo posible, las condiciones ambientales de los

lugares de trabajo no deben constituir una fuente de incomodidad o molestia

para los trabajadores. Deberán evitarse las temperaturas y las humedades

extremas, los cambios bruscos de temperatura, las corrientes de aire molestas,

los olores desagradables, la irradiación excesiva y, en particular, la radiación

solar a través de ventanas, luces o tabiques acristalados.

Iluminación de los lugares de trabajo

La iluminación de cada zona o parte de un lugar de trabajo deberá adaptarse a

las características de la actividad que se efectúe en ella, teniendo en cuenta:

1. Los riesgos para la seguridad y salud de los trabajadores dependientes de

las condiciones de visibilidad.

2. Las exigencias visuales de las tareas desarrolladas.

Siempre que sea posible, los lugares de trabajo tendrán una iluminación

natural, que deberá complementarse con una iluminación artificial cuando la

primera, por sí sola, no garantice las condiciones de visibilidad adecuadas. En

tales casos se utilizará preferentemente la iluminación artificial general,

complementada a su vez con una localizada cuando en zonas concretas se

requieran niveles de iluminación elevados.

En caso de fallo en el suministro eléctrico se ha de instalar un grupo

electrógeno autónomo. Este equipo ha de poder servir electricidad a aquellas

zonas vitales para la seguridad. En dichas zonas se instalará alumbrado de

emergencia y los equipos críticos podrán operar hasta que se llegue a un

estado de seguridad.

Primeros auxilios

- Los lugares de trabajo dispondrán de material para primeros auxilios en caso

de accidente, que deberá ser adecuado, en cuanto a su cantidad y

características, al número de trabajadores, a los riesgos a que estén expuestos

y a las facilidades de acceso al centro de asistencia médica más próximo. El

material de primeros auxilios deberá adaptarse a las atribuciones profesionales

del personal habilitado para su prestación.

La situación o distribución del material en el lugar de trabajo y las facilidades

para acceder al mismo y para, en su caso, desplazarlo al lugar del accidente,

deberán garantizar que la prestación de los primeros auxilios pueda realizarse

92

con la rapidez que requiera el tipo de daño previsible. El material de primeros

auxilios se revisará periódicamente y se irá reponiendo tan pronto como

caduque o sea utilizado.

El material y locales de primeros auxilios deberán estar claramente señalizados

como se muestra en la figura.

Señalización.

5.2 PRINCIPALES RIESGOS DE LA INDUSTRIA

Incendios

Los incendios son reacciones de oxidación, donde principalmente el oxigeno es

el comburente, aparte del comburente esta reacción necesita de otros tres

elementos para que se pueda producir, lo que se conoce como el tetraedro del

fuego. Para que se produzca fuego son suficientes tres elementos:

Combustible, comburente y energía de activación (triangulo del fuego), cuando

entra en la reacción el cuarto componente (reacción en cadena) el fuego

continúa. La manera de combatir un incendio es eliminar uno de los factores de

la ecuación.

En las industrias químicas se pueden producir diferentes tipos de fuego

dependiendo de las propiedades físicas y químicas y de la disposición del

combustible:

a. Incendio de líquidos en disposición abierta: el incendio se produce en un

espacio abierto, bien un derrame bien un recipiente abierto. Consecuencias:

emisión de calor radiante y humos.

b. Incendio de líquidos con derrames violentos: se produce generalmente en

tanques de almacenaje donde la altura del líquido combustible es considerable.

La combustión de la superficie del líquido genera calor que se transmite por

convección o conducción a las capas inferiores del tanque, si en estas capas

se encuentra agua, esta se evapora formando burbujas de vapor que

ascienden violentamente provocando salpicaduras, que a su vez pueden iniciar

un incendio mayor y más peligroso.

93

c. Incendio de gases o vapores no confinados: combustión inmediata de una

nube de gas o vapor en un espacio abierto. Consecuencias: radiación térmica

muy intensa y de corta durada.

d. Fuga a presión de gases o vapores: Se puede originar una llamarada. Se

trata de un incendio relativamente poco peligroso pero puede provocar uno

mayor si afecta a los equipos que le rodean.

Tetraedro de fuego.

Explosión

Las explosiones son la liberación en forma violenta de energía química,

normalmente acompañada de altas temperaturas y de la liberación de gases.

Las explosiones pueden ser:

- Confinadas: Se producen cuando ha habido una fuga de un gas o de un vapor

inflamable en un área confinada (recipiente-tanque). El gas debe encontrase en

los límites de inflamabilidad y encontrar una fuente de ignición. Pueden ser

ocasionadas por fallos en los equipos de regulación de la presión, reducción

del grueso de la pared debido a corrosión o reducción de la resistencia del

recipiente por defectos en la estructura.

- No confinadas: Las explosiones no confinadas ocurren al aire libre y

generalmente son originadas por un escape rápido de un fluido inflamable junto

a una dispersión moderada para formar una nube inflamable muy grande de

aire e hidrocarburo.

94

Fuga

Las fugas y derrames de productos químicos, si no son debidamente

controladas, pueden ocasionar graves problemas como incendios o exponer a

las personas y al medio ambiente a altas concentraciones de sustancias

tóxicas.

Para evitar estos problemas la planta cuenta con:

- Cubetos: Instalados en todos los tanques de almacenamiento para evitar la

propagación de posibles derrames.

- Pozos de recolección de derrames, instalados con el fin de recuperar todos

los posibles derrames que se produzcan al cambiar una bomba, reparar un

equipo y llevarlos a EDAR.

- Almacenamiento de sustancias químicas

Teniendo en cuenta las fichas de seguridad se han diseñado los tanques de

almacenamiento con el objetivo de minimizar los posibles focos de peligro

(fugas, incendios, explosiones) dentro de la planta.

Cada tanque debe llevar enganchados sus correspondientes pictogramas de

peligro y su capacidad.

. Pictograma para tanques.

5.3 MEDIDAS GENERALES DE SEGURIDAD

95

A parte de las medidas específicas para cada tanque la planta debe seguir una

medidas de seguridad generales en la zona de almacenamiento:

- Señalización: Que indique claramente el tipo de productos con los que se

trabaja (inflamables, tóxicos, corrosivos)

- Duchas y lavaojos: No distarán más de 10 metros de los puestos de trabajo

(áreas de carga y descarga, puntos de llenado, bombas, puntos de toma de

muestras) y estarán libres de obstáculos y debidamente señalizadas.

- EPI’s: Todo miembro del personal debe llevar la ropa apropiada para su

puesto de trabajo y que cumpla las normas vigentes.

- Formación del personal: El personal debe estar formado (oral y escrito) sobre:

las propiedades de los líquidos, uso correcto de las instalaciones,

consecuencias de un mal uso de las instalaciones, peligros derivados de

derrames o fugas. El encargado de seguridad de la planta será la persona

designada para hacer estas formaciones.

Plan de revisiones: Las revisiones de las duchas y lavaojos serán semanales y

las llevarán a cabo los empleados de cada departamento, se comprobará el

flujo, la ausencia de depósitos de cal o óxido y que estén libres de obstáculos

(este mismo plan de revisión se realizará en la zona de reacción y en los

laboratorios de las oficinas)

Señalización

Las señalizaciones tienen los objetivos de:

- Llamar la atención sobre la existencia de riesgos.

- Alertar sobre situaciones de emergencia.

- Facilitar la localización de instalaciones de protección.

- Orientar a los trabajadores en maniobras peligrosas.

Tipos de señales

- De prohibición: prohíben un comportamiento.

- De advertencia: advierten de un peligro.

- De obligación: obligan a un comportamiento determinado.

96

- De salvamento o socorro: indica salidas de emergencia, sitios de primeros

auxilios y dispositivos de salvamento.

- Indicativas: proporcionan otro tipo de información.

- Adicionales: facilitan información complementaria de otra señal.

- Símbolo o pictograma: imagen que describe una situación o obliga a un

comportamiento.

- Luminosa: señal que aparece por ella misma como una señal luminosa.

- Acústica: señal sonora identificada.

- Gestual: movimiento codificado de brazos o manos.

- Color de seguridad: es al que se le atribuye un significado determinado.

- Comunicación verbal: mensaje verbal predeterminado.

97

Identificación de columnas.

Señalamiento para Tubos, recipientes y áreas de almacenaje

Los recipientes y tubos visibles, que contengan productos a los cuales sea

aplicable la normativa sobre comercialización de sustancias peligrosas tendrán

que ser etiquetados.

Las etiquetas se tienen que enganchar, fijar o pintar en sitios visibles de los

recipientes y los tubos. A lo largo del tubo en nombre suficiente y en puntos de

riesgo especial (válvulas, conexiones, etc.).

98

El etiquetado podrá ser substituido por señales de advertencia con el mismo

pictograma o símbolo. En la figura se muestran los diferentes pictogramas de

peligro.

. Señales para zona de almacenes.

5.4 PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS

Con el objetivo de determinar el nivel de riesgo de cada zona se han calculado

las cargas de fuego correspondientes para cada una de ellas.

Características del establecimiento industrial:

Según nuestra planta se puede considerar del tipo C ya que ocupa totalmente

varios edificios y está a una distancia mayor de 3 metros del edificio más

próximo de otros establecimientos.

Áreas de riesgo

Descripción Tipo

Almacenaje de materias primas E

99

Almacenaje de productos E

Reacción C

Purificación C

Oficinas y laboratorios C

Aparcamientos E

Caseta de seguridad C

Identificación para zonas de riesgo.

.

Señalización de salidas de emergencia:

Estas medidas en función de la ocupación se han estimado suficientes para

evacuar todas las personas afectadas por la emergencia. El número de ellas

será el imprescindible para evitar confusión en caso de emergencia.

Asimismo deben instalarse señales indicativas de dirección de las salidas de

emergencia desde el origen de la evacuación hasta que sea visible la salida de

emergencia.

Tipos de señales.

Señalización de los medios de protección:

De la misma manera los medios para combatir los incendios han de ir

debidamente señalizados. En los medios de protección también se incluyen

100

aquellos dispositivos de protección personal como pueden ser duchas de

socorro, camilla de socorro. En la figura se muestran las diferentes señales

consideradas.

. Señales de medidas de protección.

Detección y alarma de incendios.

La instalación de estos sistemas depende de la clase de establecimiento

industrial. A todo esto solo se consideran los establecimientos de la clase A, B

y C los que presentan superficie cubierta, los resultados se presentan en la

tabla.

Automáticas porque son zonas donde la presencia humana no está presente

en todo el tiempo.

Aunque según normativa no se deben instalar este tipo de dispositivos, se ha

creído oportuno instalar estos sistemas en el área de oficinas y laboratorios,

para el caso del transformador eléctrico se ha previsto una alarma automática

debido a que la presencia humana en esa área será ocasional.

Los pulsadores del sistema de incendios deberán estar debidamente

señalizados y junto a cada salida de incendio no superando los 25 metros

101

desde cualquier punto. La figura muestra el tipo de pictograma a aplicar y la

apariencia del pulsador.

Pictograma para elementos de seguridad.

Sistema de extintores de incendio.

Para determinar el agente extintor necesario en cada zona hay que detectar los

diferentes tipos de fuego que habrá en nuestra planta. En la tabla se muestran

los distintos tipos de fuego.

. Tipos de fuego.

La clase de fuego que predomina en nuestra planta es la B, aunque en la zona

de oficinas es la A y en la zona de transformadores la E.

102

Así pues se decide que se instalarán extintores de Polvo ABC (polivalentes)

para las zonas donde se pueden iniciar fuegos de las clases A y B.

En la figura se muestra la imagen de un extintor de polvo ABC:

Extintor tipo ABC.

En la zona de transformadores y los recintos dónde haya presencia de

corriente eléctrica se utilizarán extintores de dióxido de carbono (CO2)

En la figura se muestra la imagen de un extintor de CO2:

Extintor tipo CO2.

El desplazamiento de los extintores permitirá que sean fácilmente visibles y

accesibles, estarán situados próximos a los puntos donde se estime mayor

probabilidad de iniciarse un fuego y su distribución será tal que el recorrido

máximo horizontal, desde cualquier punto del sector de incendio hasta el

extintor, no supere los 15m en la tabla, se especifican el número de extintores

por zona.

Numero de extintores en las zonas de la planta

103

DESCRIBCION Polvo ABC CO2

Área de almacenaje de

reactivos

6 -

Área de Alm. De

reactivos

4 -

Área de reacción 2 -

Área de purificación 2 -

Área de aparcamiento 2 .

Área de oficinas –

laboratorios

4 2

Área de calderas - 2

Tabla 22. Distribución de extintores en la planta.

Verificación y mantenimiento

La verificación y el mantenimiento de los extintores serán necesarios para

asegurar en todo momento que estén cargados, sin ningún tipo de deterioro y

en su lugar adecuado.

En las operaciones de verificación y mantenimiento, se deberán tener en

cuenta los tres elementos básicos del extintor: partes mecánicas, agente

extintor y medios de impulsión.

El periodo será cada:

- 3 meses: se verificará por el personal de la planta la situación, accesibilidad,

precintos y aparente buen estado del extintor y sus inscripciones. Se verificará

el peso del extintor, la presión y el estado de las partes mecánicas.

- 12 meses: Una empresa externa se encargará de verificar el estado de la

carga, la presión de impulsión del agente extintor, el estado de la manguera,

boquilla, válvulas y partes mecánicas.

- 5 años: Se efectuará la recarga de los extintores de acuerdo con la ITC-MIE-

AP5 del Reglamento de Aparatos a Presión.

Sistema de BIE’s.

Estos sistemas están compuestos por una fuente de abastecimiento de agua,

una red de tuberías y las bocas de incendio equipadas (BIE) necesarias.

Las BIE utilizadas en nuestra planta serán del tipo 45mm, estas se situarán a

una distancia máxima de 5 m de las salidas de cada sector de incendio.

104

La totalidad del sector de incendio debe estar cubierta por BIE’s, considerando

como radio de acción de estas la longitud de su manguera incrementada en

5m.

La separación máxima entre cada BIE y su más cercana será de 50 m. La

distancia desde cualquier punto del local protegido hasta la BIE más próxima

no deberá exceder de 25m. Se deberá mantener alrededor de cada BIE una

zona libre de obstáculos que permita el acceso a ella y su maniobra sin

dificultad. En la figura se muestra la imagen de una boca de incendios:

DESCRIBCION No. DE BIE´S

Área de almacenaje de reactivos -

Área de almacenaje de productos -

Área de reacción 6

Área de purificación 2

Área de aparcamiento -

Área de oficinas-Laboratorios 2

Área de servicios -

Distribución de sistema de BIE`S.

Verificación y mantenimiento

La verificación y el mantenimiento de las BIE’s será necesaria para asegurar en

todo momento que estén en plenas condiciones de ser utilizadas:

- 3 meses: El personal de la planta deberá comprobar la buena accesibilidad y

señalización de los equipos. Comprobar por inspección de todos los

componentes, procediendo a desenrollar la manguera en toda su extensión y

accionando la boquilla. Comprobar, vía manómetro, la presión del servicio. Por

105

último se deberá limpiar el conjunto y engrasar los cierres y bisagras de las

puertas del armario.

- 12 meses: Desmontaje de la manguera y ensayo de ésta en el lugar

adecuado, comprobando el correcto funcionamiento de las diversas posiciones

de la boquilla, así como la efectividad del sistema de cierre. Se comprobará la

estanqueidad de los racors, de la manguera y el estado de las juntas.

Comprobación del manómetro con otro de referencia.

- 5 años: Someter a la manguera a la presión de prueba de 15 kg/cm2

Señalización de los medios de protección contra incendios

Deben señalizarse los medios de protección contra incendios de utilización

manual, que no sean fácilmente localizables desde algún punto de la zona

protegida.

5.5 CATEGORIZACIÓN DE LOS ACCIDENTES

Es importante tener las categorías de los accidentes claras para poder hacer

primeras evaluaciones correctas de estos.

- Categoría 1: Emergencia o accidente que se prevé no afectará al exterior y

que es posible atajar con el personal y los medios propios.

- Categoría 2: Emergencia o accidente que se prevé que tenga como

consecuencia posibles víctimas y daños materiales en la instalación industrial.

Las repercusiones exteriores se limitan a daños leves o efectos adversos sobre

el medio ambiente en zonas limitadas.

Una emergencia de categoría 1 no contrarrestada puede evolucionar a una de

categoría 2.

- Categoría 3: Emergencia o accidente que se prevé que tenga como

consecuencia posibles víctimas, daños materiales graves o alteraciones graves

del medio ambiente en zonas extensas, en el exterior de la planta.

Situaciones de emergencia a considerar.

• Incendio. • Explosión • Vertido o fuga • Inundación • Accidente laboral

106

Plan de evacuación.

Que se pondrá en marcha cuando el encargado de seguridad así lo estime. El

plan de evacuación ha de indicar las vías de evacuación de la planta y los

puntos de concentración del personal (habrá varios).

Vías de evacuación

Especial atención merecen estas vías pues han de estar siempre despejadas,

accesibles y correctamente señalizadas. Una vez se ejecute el plan, todo el

personal ha de evacuar su zona de trabajo y dirigirse (por estas vías de

evacuación) a las zonas de seguridad especificadas.

- Puntos de reunión

Serán zonas seguras (fuera de peligro) determinadas donde todo el personal

de la planta se dirigirá una vez se active el plan de evacuación. La empresa ha

de facilitar la localización de estos puntos a todos los empleados (directos e

indirectos), además se recordará mediante mapas (simplificados) instalados

por toda la planta en lugares clave y a una altura y tamaño adecuados para su

correcta interpretación. Estos puntos de reunión han de conectar rápido y fácil

con las vías de evacuación de cada área de trabajo a fin de conducir al

trabajador a zona segura con rapidez. Igual que las vías de evacuación los

puntos de reunión vienen determinados en los planos del sistema contra

incendios.

Equipo de protección individual (EPI)

Estos equipos constituyen la protección personal de las personas delante de

los diferentes peligros presentes en la planta. La vestimenta habitual de los

trabajadores no forma parte de estos equipos ya sea de calle o de trabajo.

A continuación se detallan un pequeño listado de estos equipos y su utilización,

sus respectivos pictogramas.

• Protector craneal.

Estos protectores (cascos) guarecen de posibles impactos en una zona vital del

cuerpo. Por esto se ha previsto la obligatoriedad de llevarlo en todas las

áreas de la planta. Se ha de prever un número suficiente (en exceso) de

cascos para los trabajadores y posibles visitas.

107

• Protector facial y ocular.

Están constituidos por gafas de protección (homologadas) y pantallas faciales.

Las gafas serán de obligado cumplimiento en aquellas áreas donde se

manipulen productos corrosivos y laboratorios. En cuanto a las pantallas

faciales se utilizaran en operaciones de soldadura (equipo de mantenimiento).

Se deberán facilitar estos equipos a todos los trabajadores que operen en

dichas áreas en cantidad suficiente.

• Protectores auditivos.

Protectores de utilización auricular que serán obligatorios en aquellas zonas

que se superen los niveles máximos permitidos.

• Calzado de seguridad.

Esta protección resguarda al trabajador de cualquier golpe que pueda recibir en

los pies en el transcurso de su trabajo. Es obligatorio en las zonas de

producción.

Protección integral del cuerpo.

Protección obligatoria en caso de derrame o fuga en las zonas de almacenaje

ya que tenemos productos inflamables. Especialmente indicada será su

utilización en la manipulación de nitrógeno.

• Máscaras.

Se utilizarán en caso de emergencia (derrame) en la zona de reacción y de

purificación. Estas deben constar de un filtro anti-gas para evitar que productos

tóxicos que puedan afectar al trabajador por inhalación. Se especificará,

mediante señalización, su ubicación debido al carácter excepcional de su uso.

• Protección de manos y brazos.

Se utilizarán para resguardar al trabajador de agresiones térmicas, químicas o

eléctricas, es por esto que se utilizarán en las diferentes zonas. Se proveerán

en cantidad suficiente a todos los afectados.

En la figura se muestran las señales de los diferentes equipos de protección.

108

Señalización de equipos de protección

6. Medio ambiente

6.1 Introducción

La contaminación es un problema que crece día a día debido al incremento

exponencial de la población y que por sus actividades cotidianas genera

residuos, los cuales provocan un deterioro al medio ambiente y a los seres

vivos. En México existe la Constitución Política de los Estados Unidos

Mexicanos la cual es la máxima autoridad en cuando al cuidado del medio

ambiente. De ahí surge la SEMARNAT que es la Secretaria del Medio

Ambiente y Recursos Naturales la cual ayuda a proteger el ecosistema y el

medio ambiente en el país. Además de que se han creado leyes como la Ley

General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente, la Ley General de

para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos y la Ley de las Aguas

Nacionales. Por tal es la existencia de estas leyes para preservar el medio

ambiente. También existen normas oficiales que establecen parámetros

máximos permisibles de contaminación en el agua y la atmosfera, con el fin de

proteger el medio ambiente.

6.2 Impacto ambiental

109

Impacto ambiental el efecto que produce una determinada acción humana

sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos. El concepto puede

extenderse, con poca utilidad, a los efectos de un fenómeno natural

catastrófico. Técnicamente, es la alteración de la línea de base, debido a la

acción antrópica o a eventos naturales.

Las acciones humanas, motivadas por la consecución de diversos fines,

provocan efectos colaterales sobre el medio natural o social. Mientras los

efectos perseguidos suelen ser positivos, al menos para quienes promueven la

actuación, los efectos secundarios pueden ser positivos y, más a menudo,

negativos. La evaluación de impacto ambiental (EIA) es el análisis de las

consecuencias predecibles de la acción; y la Declaración de Impacto ambiental

(DIA) es la comunicación previa, que las leyes ambientales exigen bajo ciertos

supuestos, de las consecuencias ambientales predichas por la evaluación.

6.4 Planes y programas de evaluación ambiental.

Programa aplicable a la empresa en materia ambiental

1. Introducción

Gestión de Residuos. Caracterización y clasificación. Catálogo de residuos

catalán y europeo.

2. Marco legal de los residuos

Concepto Legal de Residuo. Régimen Competencial. Gestión y tratamiento de

los Residuos. – Normativa ambiental aplicable en materia de residuos.

Sanciones, multas y subvenciones. Nueva

tasa de deposición de los residuos según las normas vigentes.

3. Gestión de residuos en la práctica

Productor de residuos, transportista y gestor autorizado. Documentación: fichas

de aceptación, hojas de seguimiento, hojas de seguimiento itinerante,

justificantes de retirada. Declaraciones reglamentarias: declaración anual de

residuos, declaración anual de envases, estudio de minimización de residuos

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADnea_de_base_%28medio_ambiente%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Influencia_antropog%C3%A9nica_sobre_el_clima

http://es.wikipedia.org/wiki/Evaluaci%C3%B3n_de_impacto_ambiental

http://es.wikipedia.org/wiki/Declaraci%C3%B3n_de_Impacto_ambiental

110

especiales.

4. Minimización, valoración, tratamiento y deposición

5. Casos prácticos

Para las empresa, se llevará a cabo el análisis / catalogación de los residuos,

llevando a cabo un Plan de Acciones de cambio con la finalidad de cumplir la

legislación aplicable y/o mejora en su gestión. Inversiones, costes y rentabilidad

de las acciones.

6.5 Sistemas de gestión medio ambiental

Debido a la gran variedad de materiales y procesos que se utilizan, es

imposible dar una lista de todos los químicos que requieren monitoreo. Se debe

mantener un registro permanente del monitoreo ambiental, realizar revisiones

periódicas, y tomar acción correctiva. Los planes de monitoreo son necesarios

para los procesos, plantas y sitios específicos; sin embargo, se deben

establecer también los siguientes procedimientos:

Monitoreo permanente de los gases de combustión de las calderas y

hornos, para detectar la presencia de monóxido de carbono, el exceso

de aire y la opacidad;

Monitoreo periódico, (o permanente si el caso es critico), de las

emisiones gaseosas y de partículas para controlar la existencia de los

químicos utilizados o generados en el proceso; (En el caso de las

plantas petroquímicas, se trata, principalmente, de los hidrocarburos,

cloro [o los compuestos que lo contienen], hidrógeno, compuestos

orgánicos oxigenados, o los que contienen nitrógeno o azufre);

Monitoreo periódico, (o permanente si el caso es critico), de todas las

corrientes de aguas servidas, incluyendo el agua de enfriamiento

gastado, para detectar la presencia de compuestos contaminantes.

Medición de los parámetros seleccionados del proceso para monitorear

la operación adecuada de los equipos de control de la contaminación

(p.ej., la temperatura de los gases de escape para verificar la operación

de los lavadores);

111

Monitoreo de la calidad de aire del área de trabajo, a fin de controlar la

existencia de todos los compuestos utilizados en el proceso

Monitoreo de la calidad del aire ambiental alrededor de las plantas para

detectar la presencia de contaminantes, especialmente los químicos

tóxicos o peligrosos, mediante el uso de detectores y alarmas remotos;

Medición de las corrientes de agua lluvia que salen de las plantas o de

las áreas de almacenamiento, para controlar la existencia de los

contaminantes, el pH y sólidos totales suspendidos;

Monitoreo de la calidad del agua de recepción, aguas abajo, a fin de

verificar su contenido de oxígeno disuelto y los contaminantes

correspondientes;

Monitoreo periódico de la calidad del agua freática, para detectar la

contaminación proveniente del proceso o el área de almacenamiento.

Monitoreo de los efectos de las prácticas de manejo de los desechos

sólidos en los recursos hídricos superficiales y freáticos;

Monitoreo de todas las áreas de trabajo de la planta, a fin de control los

niveles de ruido;

Inspecciones para asegurar que se cumplan los procedimientos de

seguridad y de control de la contaminación, las revisiones oportunas y la

actualización de los planes de seguridad y de emergencia;

Análisis de las aguas de recepción a fin de controlar el pH, sólidos

totales suspendidos, y el contenido de partículas del aire ambiental.

6.7 Efluentes liquidos

Producto:

Acetona: es un compuesto sintético que también ocurre naturalmente en el

medio ambiente. Es un líquido incoloro de olor y sabor fáciles de distinguir. Se

evapora fácilmente, es inflamable y es soluble en agua. También se le conoce

como dimetil cetona, 2-propanona y beta-cetopropano.

En caso de derrame o fugas.

112

Precauciones Ambientales:

Si el personal de emergencia no está disponible, contenga el material

derramado. Para pequeños derrames añada un absorbente (puede usar tierra

en ausencia de otros materiales adecuados) y use un medio que no produzca

chispas o a prueba de explosión, para trasladar el material a un contenedor

sellado apropiado para su eliminación.

Para derrames importantes retenga con un dique el material derramado, o si

no, contenga el material para asegurar que la fuga no alcance un canal de

agua. Introduzca el material vertido en un contenedor apropiado para el

desecho. Minimice el contacto del material derramado con el suelo para evitar

su arrastre a los canales de agua de la superficie.

Protección Personal para Derrames: Gafas antisalpicaduras, ropa de

protección completa, botas, guantes. Un aparato de respiración autónomo

debería ser utilizado para evitar cualquier inhalación de producto. Las ropas de

protección sugeridas podrían no asegurar una protección suficiente.

Consultar a un especialista antes de tocar el producto.

Manejo y almacenamiento

MANIPULACION:

La acetona es un líquido altamente inflamable y sus vapores pueden formar

mezclas explosivas con el aire. Alejar de toda fuente de ignición. Evitar el

contacto con la piel pues pueden aparecer problemas de desengrasado que

darían lugar a una menor defensa de la piel ante posibles infecciones. Durante

su manejo utilizar ropa protectora adecuada (PVC o neopreno), así como gafas

de seguridad. Es necesario mantener una buena ventilación en las áreas de

trabajo, para mantener la concentración de vapor de acetona por debajo de su

TLV.

ALMACENAMIENTO:

113

La acetona debe almacenarse en áreas clasificadas fuera del alcance de

cualquier tipo de ignición y manejada con equipos antideflagrantes. Para

almacenarla deben utilizarse recipientes libres de oxigeno. Evitar el contacto

con materiales oxidantes, ácidos y cloroformo.

Materiales adecuados:

Tanques: Acero al carbono

Mangueras: Polipropileno

Juntas: Asbestos comprimidos, polipropileno

Válvulas: Acero al carbono con elementos internos de acero inoxidable.

Información Ecológica:

Especie: pescado (CL50) (96 horas) : > 5500 mg/l

Especie: dafnia (EC50) (24 horas) : > 10000 mg/l

Persistencia / Degradabilidad: Este producto es fácilmente biodegradable

Movilidad: Es probable que este producto se volatice rápidamente en el aire por

la alta tensión de vapor. Este producto puede desplazarse con corrientes de

agua superficiales o subterráneas porque

la solubilidad del agua es del 100% soluble en agua. El mismo no se absorbe

bien en sedimentos o suelos.

Potencial de Bioacumulación: No se espera que este producto se bioacumule a

través de las cadenas alimenticias en el medio ambiente.

Peligros Ambientales:

No clasificado como peligroso.

114

Eliminación y disposición final:

Deseche el material de acuerdo con la legislación local y nacional

correspondiente. Evite el contacto con el material derramado y cubra con tierra

evitando que llegue a los canales de agua de la superficie. Consultar a un

profesional medio ambiental para determinar si las normas locales tienen

clasificados los materiales vertidos o contaminados, como desechos peligrosos.

No deben eliminarse las etiquetas de los recipientes hasta que éstos hayan

sido limpiados.

Catalizador:

Acido sulfúrico (H2SO4): es un compuesto químico muy corrosivo cuya fórmula

es H2SO4. Es el compuesto químico que más se produce en el mundo, por eso

se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los

países. Una gran parte se emplea en la obtención de fertilizantes. También se

usa para la síntesis de otros ácidos y sulfatos y en la industria petroquímica.

En caso de derrame o fuga:

Proceda con precaución, restrinja el área cercana al derrame. Use equipo de

protección personal.

Conténgalo con diques, pueden ser de tierra o de arena, evitando que alcance

drenajes, ríos, etc.

Manténgase a favor del viento. No se toque directamente. Opere con equipo de

protección personal completo (ropa antiácida y equipo de protección

http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_qu%C3%ADmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Azufre

http://es.wikipedia.org/wiki/Azufre


http://es.wikipedia.org/wiki/Fertilizante

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido

http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato

http://es.wikipedia.org/wiki/Industria_petroqu%C3%ADmica

115

respiratoria). El contacto con metales produce gas hidrogeno, el cual es

potencialmente inflamable y explosivo. Trasvase de ser posible para su

posterior disposición o neutralícelo con cal u otro material alcalino, hágalo con

precaución, puede reaccionar violentamente.

Manejo y almacenamiento:

Almacene en lugares frescos, manteniendo buena ventilación, sepárelo de

combustibles o materiales reactivos, cloratos, fulminatos, nitratos, metales,

explosivos. Es importante mantenerlo resguardado con diques de ladrillo

antiácido; para contención se almacena en recipientes de acero al carbón. Use

su equipo de protección respiratoria y ropa antiácido cuando opere con él. En

caso de reparaciones en tanques de acero al carbón que hayan contenido

acido sulfúrico, efectuar la prueba de explosividad, usando el explosimetro

especial para gas hidrógeno, ya que éste gas puede estar presente y causar

explosión.

Información ecologica:

Movilidad o Dispersión: Producto altamente soluble en agua.

Persistencia / Degradabilidad: Producto mineral reactivo / no degradable

Bioacumulación: No bioacumulable

Ecotoxicidad: En general pH de 5 o menos es mortal.

Eliminación y disposición:

116

Neutralizar la sustancia con carbonato de sodio o cal apagada. Descargar los

residuos de la neutralización a la alcantarilla. La incineración química en

incinerador de doble cámara de combustión con dispositivo para tratamiento de

gases de chimenea es factible como alternativa para la eliminación del

producto.

6.8 Efluentes sólidos

Subproductos:

Fenol: en forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a

temperatura ambiente. Su fórmula química es C6H5OH, y tiene un punto de

fusión de 43 °C y un punto de ebullición de 182 °C. El fenol es un alcohol,

debido a que el grupo funcional de los alcoholes es R-OH,y en el caso del fenol

es Ar-OH. El fenol es conocido también como ácido fénico o ácido carbólico,

cuya Ka es de 1,3 · 10-10. Puede sintetizarse mediante la oxidación parcial del

benceno.

En caso de fuga o derrames:

Use equipo de protección personal (Secc. IX); con una pala limpia (plástico),

coloque cuidadosamente el material dentro de un recipiente limpio (cubeta de

plastico y/o bolsa de polietileno), seco y cubra; retire del área. Lave el área del

derrame con agua, pero evitando que esta agua de lavado escurra, contener

para evitar la introducción a las vías fluviales, alcantarillas, sótanos o áreas

confinadas. Solicitar asistencia para su disposición.

Información ecológica.

117

El fenol está considerado como contaminante de agua y aire; se biodegrada

rápidamente.

Se considera toxico para la vida acuática; LD50, 96 horas de peces se

encuentran entre 10 – 100 mg/l.

Consideraciones sobre disposición:

Evitar el drenaje de fenol a desagüe o cursos de agua.

Planes y programas para la evaluación ambiental.

6.9 Efluentes gaseosos

Materia prima:

Cumeno: es el nombre utilizado comúnmente para el isopropilbenceno, un

compuesto químico clasificado entre los hidrocarburos aromáticos. Se

encuentra en el petróleo y en algunos de sus productos derivados, como

algunos combustibles. Se utiliza en la síntesis de algunos detergentes y,

principalmente, en la fabricación de fenol y acetona mediante la obtención

previa de hidroperóxido de cumeno.

En caso de derrame o fuga:

Evite el contacto con la piel y los ojos, no inhale el vapor. Elimine todas las

fuentes de ignición, calor y chispas. Evacue entre 25 a 50 metros en todas las

direcciones y aísle el área. No permita el ingreso de personal no autorizado.

Utilice el equipo de protección completo provisto de respirador con filtro

químico para vapores orgánicos. Detenga el derrame si es posible hacerlo sin

riesgo para el personal. Si se trata de un espacio confinado utilice el equipo de

respiración autónomo y el procedimiento de ingreso a espacios confinados. El

equipo y herramientas a utilizarse deben ser anti‐chispa. Prevenga la

contaminación de aceite y agua; así como el ingreso del derrame a desagües,

alcantarillas, vías navegables, zonas bajas o áreas confinadas. Aplique

barreras usando arena, tierra, poliuretano. No utilizar aserrín. Recoger el

líquido derramado en recipientes limpios y luego etiquetarlos. Descontaminar el

área con abundante agua; las aguas de lavado deben ser recogidas. Infórmese


http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburo

http://es.wikipedia.org/wiki/Arom%C3%A1tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo

http://es.wikipedia.org/wiki/Combustible

http://es.wikipedia.org/wiki/Detergente

http://es.wikipedia.org/wiki/Fenol

http://es.wikipedia.org/wiki/Acetona

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidroper%C3%B3xido_de_cumeno&action=edit&redlink=1

118

de las regulaciones medioambientales para la disposición final de los

desechos.

En caso de derrames o fuga:

En agua, avise a los ocupantes de embarcaciones y a los que estén en áreas

en dirección del viento, acerca del peligro de fuego y explosión. El producto se

extrae de la superficie utilizando los absorbentes típicos para hidrocarburos.

Asegúrese de actuar conforme a las regulaciones ambientales locales.

Manejo y Almacenamiento:

Mantenga los recipientes herméticamente cerrados. Almacene bajo techo en un

lugar fresco, seco y con buena circulación de aire, aislado de productos

incompatibles.

Maneje y abra los recipientes con cuidado utilizando herramientas anti‐chispas.

No maneje o almacene el material cerca de llamas abiertas, calor u otras

fuentes de ignición. Proteja los recipientes contra daño físico. El sitio de

almacenamiento debe estar provisto de equipo para respuesta en caso de

incendio, acorde a la carga de fuego, y su diseño estructural debe permitir la

salida de humos y la recolección de un derrame. En las operaciones de

trasvase es indispensable la conexión equipotencial a tierra. No utilice lentes de

contacto.

Precaución: Los recipientes vacíos deben ser manejados con precaución

debido al peligro que

representa su contenido de líquido y vapores residuales; por tanto deben

tratarse de manera ambientalmente segura. No presurice, corte, suelde,

119

perfore, pulverice, o exponga estos recipientes al calor, llamas, chispas,

electricidad estática u otras fuentes de ignición; estos pueden explotar y causar

lesiones o muertes.

Almacenamiento:

Temperatura de Almacenamiento: Temperatura ambiente

Temperatura para operaciones de carga y descarga: Temperatura ambiente

Presión para transporte y almacenamiento: Atmosférica

Viscosidad para operaciones de carga y descarga: 0.9 cSt.

Peligro de acumulación electrostática: Este material es un acumulador de

cargas estáticas, que podrían provocar una chispa eléctrica (fuente de

ignición). Use procedimientos apropiados de

conexión a tierra.

Información ecológica:

Biodegradabilidad (persistencia): Es fácilmente biodegradable

Movilidad: El producto es volátil/gaseoso y se dirigirá a la fase aérea. El

producto no se disuelve en el agua, y no se absorbe bien en suelos o

sedimentos.

Bioacumulacion: El producto no se espera que se bioacumule.

Biotoxicidad: Se estima que altas concentraciones pueden perjudicar a los

peces y al plancton.

Eliminación y disposición final:

La eliminación del producto debe realizarse según las normas vigentes locales.

120

Envases contaminados: Los envases y embalajes contaminados de sustancias

o preparados peligrosos, tendrán el mismo tratamiento que los propios

productos contenidos.

Los envases vacíos pueden contener residuos, por lo tanto deben manejarse

de la misma forma que los recipientes llenos. No use los recipientes vacíos sin

limpieza comercial, tampoco los utilice para almacenar agua para consumo

humano.

6.10.1Legislación aplicable.

6.10.2 Fuentes de ruido

Ruido

Las plantas fabricantes de químicos y petroquímicos pueden causar

importantes niveles de ruido, y las fuentes son las siguientes: compresores

centrífugas de alta velocidad, compresores de tornillo giratorio, válvulas de

control, sistemas de tubería, turbinas a gas, bombas, hornos, mecheros,

intercambiadores de calor con enfriamiento por aire, torres de enfriamiento y

desfogues. Los niveles típicos de ruido varían entre 70 y 100 dB, a metro de la

fuente. Si bien el aislamiento acústico es, a menudo, la solución más práctica,

los fabricantes de los equipos, a veces, tienen líneas de aparatos de bajo ruido.

El Instituto Americano de Petróleo ha publicado lineamientos sobre el ruido y su

control. El Construction Specification Institute (CSI) proporciona una guía sobre

las especificaciones del aislamiento acústico.

6.10.3 Medidas preventivas.

Disminución de las aguas servidas

Hay dos tipos de medidas que se pueden ser tomadas en las plantas para

reducir considerablemente, el volumen del efluente.

El primero contempla la reutilización del agua de un proceso en otro; por

ejemplo, utilizar la purgación de las calderas de alta presión como

121

alimento para las calderas de baja presión, o emplear el efluente tratado

como agua de complemento, donde sea posible.

El segundo enfoque es el de diseñar los sistemas que reciclan el agua,

repetidamente, para el mismo propósito. En entre los ejemplos tenemos:

el uso de torres de enfriamiento o la utilización de condensación de

vapor como alimento para las calderas.

La limpieza y las buenas prácticas de trabajo reducirán aún más el caudal de

las aguas servidas. Entre los ejemplos más importantes tenemos los

siguientes: reducir el desperdicio, al tomar muestras de las líneas de los

productos, emplear camiones de vacío o métodos de limpieza en seco para

limpiar los derrames, aplicar prácticas efectivas de inspección y mantenimiento

para reducir las fugas, y separar las corrientes de desechos que tienen

características especiales, antes de su eliminación (por ejemplo, la solución de

limpieza gastada).

Alternativas del Proyecto

Sitio

Hay un análisis de los aspectos generales que deben ser considerados durante

la selección del sitio para una planta industrial, en la sección: "Ubicación de

Plantas y Industriales." La naturaleza de la industria de fabricación de químicos,

es tal que los impactos sobre el medio ambiente de la producción,

almacenamiento y transporte merecen especial atención durante la evaluación

de los sitios alternativos. Además de considerar las emisiones y efluentes, otro

aspecto que requiere atención es el transporte de la materia prima y los

productos finales.

A menudo se tratan de materiales tóxicos o muy inflamables, especialmente en

las industrias petroquímicas, que pueden causar problemas especiales de

transporte. Las emisiones pueden ser perjudiciales para la ecología

circundante, o las áreas habitadas cercanas, como poblaciones y ciudades. Se

debe evitar el transporte de estos materiales a través de las áreas densamente

pobladas.

Procesos de fabricación

122

La manufactura química emplea una gran variedad de equipos de

procesamiento y almacenamiento. Durante la fase de diseño, se debe dar

especial atención a los procesos alternativos. Un ejemplo, es la selección del

proceso para una planta de electrólisis de cloro/álcali. Los diseños más

antiguos emplean celdas de electrólisis de mercurio, y representan una

amenaza ambiental muy grande, debido al contenido de mercurio de las aguas

servidas. Actualmente, hay procesos alternativos como los procesos de

diafragma (el asbesto de las celdas constituye un peligro menor) y membrana

que no utilizan mercurio.

Control de la contaminación

Actualmente, hay equipos de control de la contaminación atmosférica y de

efluentes, para casi todas las corrientes de desechos gaseosos o líquidos. Los

equipos de control de contaminación atmosférica incluyen los siguientes:

sistemas de lavado de gases, separación de membrana, ciclones,

precipitadores electrostáticos, filtros, reducción u oxidación catalítica,

incineración y absorción.

Se puede controlar los efluentes mediante neutralización, evaporación,

aireación, despojo, flotación, filtración, separación de aceite, absorción de

carbón, intercambio iónico, osmosis invertida, tratamiento biológico y riego de

las aguas servidas en el terreno.

CAPITULO 7. INVERSION DEL PROYECTO

7.1 Introducción

En cualquier proceso industrial se requiere de una evaluación económica para

determinar la viabilidad o no de este, en términos económicos.

123

Así que en este capítulo, se realizara el estudio económico de la planta,

teniendo en cuenta todos los factores económicos más importantes. Se

intentará ser lo más preciso y real posible, pero por falta de información, se

utilizarán algunos métodos de cálculos que supondrán hacer suposiciones.

A lo largo del estudio se citarán estas suposiciones, pero se debe decir, que al

ser suposiciones personales suponen un error del 10 al 20%.

7.2 Estimación de la inversión inicial

El primer punto a tener en cuenta es la inversión necesaria para poder llevar a

cabo nuestro proyecto. En este punto se incluyen los siguientes puntos:

Los costes previos

El capital inmovilizado

El capital circulante

Los costes de puesta en marcha.

Costes previos al proyecto

Los costes previos son esos que tienen lugar antes de comenzar el proyecto,

como por ejemplo la investigación, la construcción de la planta o la

construcción del proyecto.

Estos costes previos no se tendrán en cuenta en nuestra evaluación económica

de la planta, ya que consideramos que son anteriores al proyecto.

7.2.3. Capital inmovilizado

El capital inmovilizado se trata de la parte más importante del capital inicial de

la planta química. Este capital invertido, es la parte que se destina a la

adquisición de la maquinaria y de las instalaciones productivas de la planta.

El capital inmovilizado se invierte en el inicio de la actividad industrial de la

planta y va perdiendo valor de manera progresiva, debido al desgaste y

124

envejecimiento de los equipos. Como consecuencia de esta pérdida valor, el

capital inmovilizado será amortizable. Para poder estimar el capital inmovilizado

se aplicara el método de Vian. Este método estima el capital inmovilizado a

partir de porcentajes, que divide el capital en diferentes apartados. Como más

preciso sea el valor del coste de cada equipo, más real será el capital

inmovilizado encontrado.

Estos costos son realizados por medio del método de HAPPEL. Y algunos

otros cotizados a una compañía proveedora.

Como se puede observar, este método esta en base del coste de la maquinaria

y equipos.

Como más preciso sea el valor del coste de cada equipo, más real será el

capital inmovilizado encontrado.

En la tabla se pueden observar estos apartados y el resultado del capital

inmovilizado.

EQUIPOS Y MATERIALES %

I1 Maquinaria y equipos I1

I2 Gastos de la instalación 0.35* I1

I3 Tuberías, y válvulas 0.4* I1

I4 Instrumentos de medida y control 0.15* I1

I5 Aislamientos térmicos 0.06* I1

I6 Instalación eléctrica 0.12*I1

I7 Terrenos y edificios 0.15*I1

I8 Instalaciones auxiliares 0.2*I1

I9 Honorarios del proyecto 0.2*If

I10 Contrata de obras 0.05Is

I11 Gastos no previstos 0.1* Is

Tabla 24. Apartados y porcentajes del capital inmovilizado.

7.2.4 Costos de maquinaria y equipos.

125

Tanque de lavado

Equipo Tanque de lavado

Material de construcción Acero inoxidable

Volumen (m3) 90

Diámetro (m) 7,5

Altura / Largo (m) 10

Orientación Vertical

Presión 0,89

C= 1250 * (gal * 10 -3) o.6

C= 1250 * (23760 gal * 10-3) 0.6

C= $ 24,745.41

Tanque almacenamiento cumeno

Equipo Tanque de almacenamiento cumeno


Volumen (m3) 21

Diámetro 8m) 2,5

Altura / Largo (m) 4,7


Presión 0,77

C= 24,745

126

Tanque almacenamiento Acetona

Equipo Tanque de almacenamiento Acetona


Volumen (m3) 25

Diámetro 8m) 4,5

Altura / Largo (m) 6


Presión 0,74

C= 1250 * (gal * 10 -3) o.6

C= 20,915

Tanque almacenamiento Fenol

Equipo Tanque de almacenamiento Fenol


Volumen (m3) 47

Diámetro 8m) 3,5



Presión 0,82

C= 1250 * (gal * 10 -3) o.6

C= 12,898

Homogeneizador

127

Equipo Homogeneizador


Volumen (m39 0,0036

Diámetro (m) 0,28



Presión (atm) 0,89

Accesorios Agitador de paletas

C= $ 986,784

Decantador

Equipo Decantador

Material Acero inoxidable

Volumen (m3) 9,9

Diámetro (m) 2


Orientación Horizontal

Temperatura 71,69

Presión (bar) 1,1

C= $ 963, 580

Tanque almacenamiento H2SO4

Equipo Tanque de almacenamiento H2SO4


Volumen (m3) 21

Diámetro 8m) 2,5

128



Presión 0,77

C= 1250 * (gal * 10 -3) o.6

C= 25,387

TOTAL DE LOS COSTOS

EQUIPO COSTO EN $

Tanque de lavado $24,745.41

Tanque de almacenamiento de

cumeno

$24,745

Tanque de almacenamiento de

acetona

$20,915

Tanque de almacenamiento de fenol $ 12,898

Homogeneizador $ 986,784

Decantador $ 963,580

Tanque de almacenamiento de H2SO4 $ 25,387

Total $1,192,054.41

Tabla 25. Costo total de los equipos.

7.3 METODO DE ESTIMACION BASADOS EN EL COSTE DE EQUIPOS.

7.3.1 Método De Lang.

129

El coste de la planta es un múltiplo del coste del equipo.

Donde:

C: Coste de la planta F = 3.10 plantas sólidos

F: Factor de Lang F = 3.63 plantas mixtas

E: Coste de equipo F = 4.74 plantas de

fluidos

En nuestro caso se trata de una planta Mixta, así que vamos a ocupar el factor

de Lang igual a 3.63 para hacer nuestros cálculos correspondientes.

Costo total de equipos: $ 1, 192,054.41

Factor de Lang: 3.63

$ 4, 327,157.508

El coste de nuestra planta respecto a los equipos es de $ 4, 327,157.508

7.3.2 Aplicación del método de VIAN.

Una vez calculado el coste de los equipos, se puede proceder al cálculo del

capital inmovilizado total de la planta.

Antes de la aplicación del método, se definen brevemente los diferentes grupos

que intervienen en el cálculo del coste del inmovilizado.

Maquinaria y equipos.

130

Incluye el coste de compra de los equipos que operan en la planta. Este grupo

ha sido calculado anteriormente y se sabe su valor real que es de $ 1,

192,054.41

Gastos de instalación.

Como los equipos no tienen una gran dimensión, la instalación de todos estos,

no es muy costosa. El rango es del 35% al 50% respecto el coste de la

maquinaria (I1), por lo tanto se decide que se aplicará un valor del 35% del

coste de la maquinaria. Por lo tanto:

$ 1, 192,054.41 * 0.35 = $ 417,219.0435

Tuberías y válvulas.

Este apartado tiene en cuenta la compra y las instalaciones de las tuberías y

las válvulas. Para la producción de sólidos se determina que es un 10% sobre

el coste de I1 y para la conducción de líquidos es de un 60%.

La mayor parte del proceso de la planta trabaja con líquidos, y una pequeña

zona trabajará con gases y sólidos. Por esta razón se decide que se aplicará el

40% I1. Por lo tanto:

$1, 192,054.41* 0.4 = $ 476,821.764

Instrumentación y control.

En este caso también se tiene en cuenta la compra y la instalación de los

instrumentos de control. El valor variará según el grado de automatización que

se quiera tener en la planta.

Se considera que tendrá un coste del 15% de I1 ya que la mayor parte de la

planta irá automatizada. Por lo tanto:

131

$1, 192,054.41 * 0.15 = $ 178,808.1615

Aislamiento térmico.

Normalmente tienen un valor del 0.06% sobre el valor de I1. Por lo tanto:

$1, 192,054.41 * 0.06 = $ 71,523.2646

Instalación eléctrica.

El rango del valor de la instalación eléctrica variará entre el 10% y el 20% de I1.

Como la planta tendrá una instalación sencilla, se considerará que tendrá un

valor del 12% de I1. Por lo tanto:

$1, 192,054.41 * 0.12 = $ 143,046.5292

Terrenos y edificación.

El valor es variable según el tipo de edificación. Para instalaciones interiores, el

valor es del 25% de I1, en el caso de instalaciones en el exterior, el valor es del

5% de I1 y por último, si la instalación es mixta el valor es del 15%.

La planta será mixta, así que se escoge el valor de 15% de I1.

Por lo tanto:

$1, 192,054.41 * 0.15= $ 178,808.1615

Servicios (agua, vapo, luz…)

Su valor común es del 20% de I1.Por lo tanto:

132

$1,192,054.41 * 0.20= $238,410.882

Proyecto y dirección de obra.

Corresponde a los costes que ocasionan la dirección, el montaje y las

gestiones realizadas para la compra de los equipos. Normalmente es un 20%

del capital físico primario (IF).

El capital físico primario es la suma de todos los costes descritos

anteriormente. Por lo tanto:

La suma total es de:

$ 1, 704,637.806 Entonces se multiplica por el 20% esto es:

$ 1, 704,637.806 * 0.20= $ 340,927.5613

Contrato de obra.

Este valor varía según la gradaría de la planta. Normalmente, representa un

5% del capital secundario (Is).

El capital secundario es la suma del valor del capital físico, más el valor del

proyecto y dirección de obra. Por lo tanto:

Valor del capital físico= $1, 192,054.41+ valor de proyecto y obra= $

340,927.5613

= $ 1, 532,981.971* 0.05 = $ 76,649.098

133

Gastos imprevistos.

En este apartado se incluyen esos costes que a veces quedan olvidados o

pasan desapercibidos. Se debe considerar que será un 10% del capital

secundario. Por lo tanto:

$ 1, 532,981.971* 0.10= $ 153,298.197

En la tabla se muestran los porcentajes que se han decidido, para calcular el

capital inmovilizado total y los resultados obtenidos.

Equipos y maquinaria % Costos en $

Maquinaria y equipo I1 $ 1, 192,054.41

Gastos de instalación 0.35 $ 417,219.0435

Tuberías y válvulas 0.4 $ 476,821.764

Instrumentos de medida

y control

0.15 $ 178,808.1615

Instalación eléctrica 0.12 $143,046.5292

Terrenos y edificios 0.15 $ 178,808.1615

Instalaciones auxiliares 0.2 $ 238,410.882

Honorarios del proyecto 0.2 $ 340,927.5613

Contrato de obras 0.05 $ 76,649.098

Gastos no previstos 0.1 $ 153,298.197

TOTAL INMOVILIZADO $ 3, 396,043.808

134

Resultados obtenidos para capital inmovilizado.

7.3.3 Capital circulante.

El capital circulante tiene que ver con la cantidad de capital necesario para que

nuestra instalación pueda comenzar a funcionar. El capital circulante será

constante a lo largo de la vida operativa de la planta y se recuperará mediante

la venta del producto acabado.

El capital circulante asegura la rentabilidad del capital inmovilizado; se trata de

un capital que no pierde valor con el tiempo y no es amortizable.

Este capital se puede calcular como el 20% del capital inmovilizado. Por lo

tanto:

Valor inmovilizado $ 3, 396,043 * 0.20= $ 679,208.7616

7.3.4 Inversión inicial total.

El coste total de la inversión inicial total para la planta se determina a partir de

la suma de los costes previos al proyecto, capital inmovilizado, capital

circulante y costes asociados a la puesta en marcha.

Componente Costo en $

Costos previos al proyecto -

Capital inmovilizado $3, 396,043.808

Capital circulante $ 679,208.7616

Costos asociado a la puesta en

marcha de la planta

-

Inversión inicial $ 4075252.57

135

. Inversión inicial total.

7.3.5 Mano de obra directa.

Son las personas contratadas directamente por la planta y se definen en la

siguiente tabla.

Puestos No. De

trabajadores

Sueldo ($/mes) Total ($)

Jefe de ingeniería 1 $55,000 $55,000

Ingeniero químico 6 $ 42,000 $ 252, 000

Ingenieri eléctrico 2 $ 28,000 $ 56,000

Ingeniero de

seguridad en la

planta

2 $ 28,000 $ 56,000

Control de calidad 7 $ 25,000 $175,000

Personal de

oficina

10 $ 18,000 $ 180,000

Operarios 18 $ 22,000 $396, 000

Total 46 - $ 1,345, 000

Tabla 28. Costos de mano de obra directa.

Mano de obra indirecta.

Se trata de personal de fábrica que realiza tareas no atribuidas directamente a

la producción del producto. Un ejemplo seria el personal de vigilancia, personal

de limpieza, etc.

Se considera un 30% del personal de mano de obra directo. Por lo tanto:

$1, 345,000 * 0.30= $ 403, 500

136

Suministros.

Hacen referencia a productos que aunque se deban comprar habitualmente, no

se consideran materias primas. Algunos ejemplos serian herramientas,

vestuario y equipos de seguridad, etc.

Se calcula como el 0.7% del capital inmovilizado. Por lo tanto:

$ 3, 396,043.808* 0.07= $ 237723.066

Mantenimiento.

Se incluyen dentro de este coste, las revisiones periódicas de la planta,

reparaciones y substituciones de piezas. Al ser una industria química, su valor

es de un 5% sobre el capital inmovilizado.

Por lo tanto:

$3, 396,043.808 * 0.05= $ 169,802.1904

Laboratorio.

Para poder garantizar la calidad de los productos fabricados y de las materias

primas que llegan, es necesaria la instalación de un laboratorio.

El coste que supone es un porcentaje de la mano de obra directa, cogiendo un

valor estándar del 15%.

Por lo tanto:

$ 1, 345, 000 * 0.15= $ 201, 750

Envasado.

137

Este apartado hace referencia al coste de envasado del producto producido; en

el caso de la planta de ácido láctico, los productos acabados son líquidos y

sólidos que serán recogidos por camiones cisterna en planta.

Así que se considera nulo el coste de envasado.

Expedición.

Costes derivados del transporte del producto de planta al consumidor. Vendrán

determinados en función de la distancia, del medio de transporte, de la

naturaleza del producto y de su peligrosidad entre otros.

El coste de expedición será nulo, ya que estos costes de transportes correrán a

cargo del consumidor solicitante del producto.

Directivos y empleados.

Se trata del salario del personal que se encuentra en la planta gestionando el

correcto funcionamiento del proceso. Se calcula como el 10-40% de la mano de

obra directa.

Se decide que el coste de este bloque será nulo, ya que estos empleados se

han tenido en cuenta dentro de la mano de obra directa.

Amortización.

No se trata de un coste físico ya que es un coste asociado a la pérdida de valor

de las instalaciones productivas.

En este apartado, este bloque no se tendrá en cuenta ya que posteriormente se

hará el cálculo del valor de caja y se contará por separado.

Impuestos.

138

El coste de las tasas corresponde a todo el coste físico efectuado a las

administraciones correspondientes y no atribuidas a los beneficios.

En este apartado, este bloque no se tendrá en cuenta ya que posteriormente se

hará el cálculo del valor de caja y se contará por separado.

Seguros.

Se incluyen los costes referentes a seguros sobre instalaciones y edificios. En

cambio, no se incluyen el coste generado por seguros sobre personas físicas.

El coste de los seguros se evalúa como un 0.7% del capital inmovilizado.

Por lo tanto:

$ 3, 396,043.808* 0.07= $ 237723.066

Costes de fabricación directos.

Una vez evaluados todos los costes individualmente; se presenta en la tabla

139

Costos de producción Costo en $

Mano de obra indirecta

$ 403, 500

Suministros

$ 237723.066

Mantenimiento

$ 169,802.1904

Laboratorio

$ 201, 750

Envasado

0

Expedición

0

Directivos y empleados

0

Amortización

0

Impuestos

0

Seguros

$ 237723.066

Tabla 29. Costos de fabricación.

7.3.7 Comparación entre los dos métodos, (Lang, Vian).

En el método de Lang, nosotros encontramos un valor de $ 4, 327,157.508 el

cual corresponde al valor de toda nuestra planta.

140

En el método de VIAN, nosotros encontramos un valor de $ 6, 469,202.642

también representa el valor de toda nuestra planta, pero con las

especificaciones anteriormente señaladas como son; Capital inmovilizado,

Capital circulante, Mano de obra directa y Costos de fabricación, a través de

ellos obtuvimos nuestro costo total de la planta.

Entre ambos costos existe una diferencia de $2, 142,045.134, el cual

representa cerca del 0.19%. Siendo este el margen de error que representa el

método de VIAN que tiene como marguen máximo de error del 0.20%, es por

eso que para nosotros el costo real de nuestra planta es el obtenido por el

método de Lang y se puede encontrar en medio de estos valores obtenidos.

Ambos métodos muestran los costos totales de nuestra planta siendo

resultados serios y calculados por métodos existentes.

CAPITULO 8. RENTABILIDAD DEL PROYECTO

Para este capítulo se realizaron una serie de cálculos a través de algunos

métodos para poder determinar la rentabilidad de nuestro proyecto con el valor

del método de Lang.

8.1 UTILIDAD NETA:

P= (interés mínimo= 20%) (Inversión)

141

P= (0.20) (inversión)

P= (0.20) ($4, 327,157.508)

P= $ 865,431.501

8.2 VENTAS ANUALES

S= P + C (1-t) + I (e- dt)

S= 865,431.501 + 237723.066 (1-0.1) + 4, 327,157.508 (0.1-0.1*0.5)

S= $ 1,295,740.136

8.3 GANANCIAS

R= S-C

R= $ 1,295,740.136- $ 237723.066

R= $ 1058017.07

8.4 TASA DE RETORNO

ROI= P/I

ROI= $ 865,431.501 / $ 4, 327,157.508

ROI= 0.20 este factor es importante porque si ROI> i min, si establece el

requisito para factibilidad económica utilizando este criterio.

8.5 TIEMPO DE RECUPERACION

TR= I / P+e(I)

142

TR= $4, 327,157.508 / $ 865,431.501 + 0.1 ($4, 327,157.508)

TR= 3.33 Años

Tomando en cuenta nuestro costo obtenido en el método de Lang, es factible la

realización del proyecto, ya que cuenta con un tiempo de recuperación de

inversión en un periodo mínimo de tres años y tres meses. Por tal razón

nuestro proyecto es viable en términos económicos.

Método de VIAN:

8.6 UTILIDAD NETA:

P= (interés mínimo= 20%) (Inversión)

P= (0.20) (inversión)

P= (0.20) ($6, 469,202.642)

P= $ 1,293,840.528

8.7 VENTAS ANUALES

S= P + C (1-t) + I (e- dt)

S= 1293840.528+ 237723.066 (1-0.1) + 6, 469,202.642 (0.1-0.1*0.5)

S= $ 1, 831,251.42

8.8 GANANCIAS

R= S-C

R= $ 1, 831,251.42- $ 237723.066

R= $ 1593528.354

143

8.9 TASA DE RETORNO

ROI= P/I

ROI= $ 1293840.528/ $ 6, 469,202.642

ROI= 0.20 este factor es importante porque si ROI> i min, si establece el

requisito para factibilidad económica utilizando este criterio.

8.10 TIEMPO DE RECUPERACION

TR= I / P+e(I)

TR= $ 6, 469,202.642 / $1293840.528 + 0.1 ($6, 469,202.642)

TR= 3. 33 Años

Tomando en cuenta nuestro costo obtenido en el método de VIAN, es factible

la realización del proyecto, ya que cuenta con un tiempo de recuperación de

inversión en un periodo mínimo de tres años y tres meses. Por tal razón

nuestro proyecto es viable en términos económicos.

CONCLUSIONES

El motivo de este proyecto lleva la finalidad de englobar la mayor parte de los

conocimientos adquiridos en la carrera de Ingeniería Química, así como de ver

la importancia de las operaciones unitarias en los procesos industriales, los

cuales fabrican los productos que diariamente consumimos, pues básicamente

en todo lo que nos rodea está la química.Dandonos cuenta que hay vacios de

conocimiento en el proyecto ,sobre el proceso y la puesta en marcha de la

144

planta, esperando poderadquirir los conocimientos después en la practica o

investigación.

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