UNIVERSIDAD AUTNOMA DEL ESTADO DE MXICO

FACULTAD DE QUMICA

PROGRAMA EDUCATIVO DE INGENIERO QUMICO

DIAGRAMAS Y DESCRIPCIN DE PROCESOS

PRESENTA:EDGARDO AVILA BECERRIL

PRINCIPIOS DE LOS PROCESOS QUMICOSProfesor: Dr. Julin Cruz Olivares

Lugar y Fecha de presentacin

Viernes 18 de abril de 2014

1.-Proceso de produccin de etilenoDiagrama de ASPEN

Descripcin del procesoEl etileno es un gas que se almacena y transporta con dificultad en condiciones criognicas, por lo que su produccin y consumo se realiza dentro de grandes complejos industriales en los que se encuentra integrada la refinera de tipo petroqumico y las plantas de produccin de derivados. Es un producto altamente reactivo participando en reacciones de oxidacin, polimerizacin, halogenacin, alquilacin,Las propiedades ms relevantes son: Temperatura normal de ebullicin --- -102C Temperatura crtica --- 9,5C Presin crtica --- 50,6ata Lmites de explosividad en aire --- 3-34 %vEl mercado de etileno como tal es bastante reducido, siendo la gran mayora procesado en plantas de produccin de derivados. Existen dos especificaciones de referencia, el ms puro (high grade), tambin denominado grado polmero con contenidos muy bajos de metano, etano y, sobre todo, acetileno, y el de menor pureza (low grade) tambin denominado grado qumico.

Descripcin del diagramaEn el esquema simplificado (fig. 1) se sealan las cinco unidades bsicas que constituyen las plantas de craqueo con vapor de una de las alimentaciones ms convencionales: la nafta. Estas unidades son: pirlisis, fraccionamiento primario, compresin, fraccionamiento criognico y fraccionamiento a alta temperatura. Adems pueden existir otras unidades complementarias como la de hidrodesulfuracin de los gasoils (si se emplean como alimentacin), las de separacin de BTX (benceno, tolueno y xileno).

2.-Proceso de produccin de biodisel

Descripcin del proceso

Reaccin qumica

3.-Proceso de produccin de PVC

Diagrama de ASPEN

Descripcin del procesoLas principales materias primas para la produccin de PVC son el petrleo y la sal comn o cloruro sdico, sin embargo existen otros ingredientes, como plastificantes, catalizadores y pigmentos colorantes que mejoran sus propiedades.En su composicin, el PVC contiene un 57% de cloro, proveniente de la sal comn y un 43% de hidrocarburos (gas y/o petrleo). El refino del petrleo da lugar a una fraccin, las naftas, que, por medio de un proceso denominado craking, producen, entre otras sustancias gaseosas, el etileno, una de las bases para la fabricacin de PVC. Paralelamente el cloruro sdico se descompone por electrlisis, obtenindose cloro y adems hidrxido sdico e hidrgeno. Aproximadamente el 35% del cloro obtenido en este proceso se destina a la produccin de PVC.La reaccin del etileno y cloro da lugar al monmero cloruro de vinilo (VCM), obtenindose previamente el producto intermedio dicloretano (EDC).

4.-Proceso de produccin de la cerveza

Diagrama de ASPEN

Descripcin del proceso

5.-Proceso de produccin de la cal hidratada

Diagrama de ASPENDescripcin del procesoLa cal hidratada es hidrxido de calcio. Esta se obtiene a partir del oxido de calcio y se le aade una cantidad estricta de agua para obtener un polvo seco, unos de los usos de esta cal hidratada son: Metalurgia: en la fabricacin del acero, fabricacin de magnesio y almina, flotado de metales y fundicin de metales no ferrosos. Construccin: como material de construccin y en la estabilizacin de suelos y carreteras.La cal hidratada se obtiene mediante el proceso explicado a continuacin.1. La extraccinSe extrae la piedra caliza (CaCO3) y se transporta al lugar de procesamiento.2. TrituracinSe ingresa la piedra caliza a un molino el cual tritura la piedra para dejarla del dimetro requerido para la calcinacin, despus de la trituracin las piedras ya molidas pasan a una serie de tamices los cuales seleccionan la piedra del tamao correcto.3. Calcinacin El proceso de calcinacin consiste en hacer ingresar la piedra en un horno a elevadas aproximadamente de 810C hasta los 1200C, con lo cual se asegura la descomposicin de toda la piedra y de las impurezas que contenga esta misma, aqu solo se lleva a cabo una combustin la cual genera la cal viva (CaO) y la perdida de CO2 se tiene la perdida del 25% del peso mediante el desprendimiento de CO2.4. HidratacinUna vez obtenidas las piedras de cal viva (CaO) se lleva al proceso de hidratacin en el cual se le agrega la cantidad necesaria para que las piedras se conviertan en polvo fino.5. SeparacinEl polvo fino obtenido de la hidratacin pasa para ser separado de xidos no hidratados como los de magnesio y carbonatos tambin conocidos como granaza

6.-Proceso de produccin del acido acetilsaliclico

Diagrama de ASPEN

Descripcin del procesoPara fabricar una tonelada de aspirina son necesarios 770 kg de cido saliclico y 590 kg de anhdrido actico (para que la operacin sea rentable, deben recuperarse el cido actico y el exceso empleado de anhdrido actico). El rendimiento de reaccin es del 90%, obtenindose como subproducto 340 kg de actico.El modo de operacin sigue siendo principalmente discontinuo. El cido saliclico y el anhdrido actico se alimentan a un reactor de acero inoxidable. La temperatura debe mantenerse a menos de 90C, con buen control de temperatura a lo largo del ciclo. Tras dos o tres horas, la masa de reaccin se bombea a un filtro, y de all a un cristalizador, donde se mantiene a 0C. Los cristales obtenidos se centrifugan, lavan y secan (0'5% humedad); el licor madre se recircula.Reaccin

7.-Proceso de produccin de nitrato de amonio (proceso Stengel)Diagrama de ASPEN

Descripcin del procesoMateria prima: amoniaco y acido ntrico.Principio: es un mtodo que es ampliamente utilizado ya que se obtiene concentraciones mayores a un 90% y sin necesidad. Dicho mtodo dispone de varias ventajas como economizar mediante el precalentamiento del amoniaco y el acido ntrico y el uso de menos equipamiento pero su mayor desventaja es su falta de seguridad. El amoniaco y el acido ntrico con una concentracin del 58% son precalentados con vapor y alimentados continuamente a un reactor tubular vertical que trabaja a 3.5 bar y a una temperatura de reaccin que oscila entre 200 y 240 C esta mezcla de nitrato de amonio y vapor se expande en un separador centrifugo a vaco obteniendo finalmente concentraciones altas de nitrato de amonio fundido, el cual se descargara a una cinta de bandas refrigeradas para su solidificacin y posteriormente pasa a una tolva para su respectiva granulacin.Producto: el nitrato de amonio es de una concentracin de 99.8%Servicios industriales: no requiere un alto consumo de electricidad.

8.-Proceso de refinamiento del azcar

Diagrama de ASPEN

Descripcin del procesoEl azcar de caa es el azcar producido a partir de la caa de azcar. El proceso de fabricacin de azcar refinado utiliza procesos fsico-qumicos naturales para quitar las impurezas.El proceso de fabricacin consta de los siguientes procesos:1. Entrada o transporte de la caa de azcarLa caa que llega a la fbrica se transporta, se pesa y luego se descarga sobre las mesas de alimentacin, con gras. La caa es sometida a un proceso de preparacin que consiste en romper las celdas de los tallos. Luego unas bandas transportadoras la conducen a los molinos, donde se realiza el proceso de extraccin de la sacarosa.El bagazo sale del ltimo molino hacia las chimeneas, para usarlo como combustible, o al depsito de bagazo, de donde se despacha para usarlo como materia prima en la elaboracin de papel.1. ClarificacinEl jugo proveniente de los molinos, pasa al tanque, donde se rebaja su grado de acidez. El jugo alcalinizado se bombea a los calentadores, donde se eleva su temperatura hasta un nivel cercano al punto de ebullicin. En los que se sedimentan y decantan los slidos. Los slidos decantados pasan a los filtros rotatorios, los cuales estn recubiertos con finas mallas metlicas que dejan pasar el jugo, pero retienen la cachaza, que puede ser usada como abono en las plantaciones.

2. EvaporacinLuego el jugo clarificado pasa a los evaporadores, que funcionan al vaco para facilitar la ebullicin a menor temperatura. En este paso se le extrae el 75% del contenido de agua al jugo, para obtener el producto o meladura.

3. CristalizacinEl cocimiento de la sacarosa que contiene el jarabe se lleva a cabo en tachos al vaco. Estos cocimientos, producirn azcar crudo (para produccin para animales), azcar blanco (para consumo directo) o azcar para refinacin. La cristalizacin del azcar es un proceso demorado que industrialmente se aumenta introduciendo al tacho unos granos de polvillo de azcar finamente molido.

4. Separacin o centrifugacinLos cristales de azcar se separan de la miel restante en las centrfugas. Estas son cilindros de malla muy fina que giran a gran velocidad. El lquido sale por la malla y los cristales quedan en el cilindro, luego se lava con agua. Las mieles vuelven a los tachos, o bien se utilizan como materia prima para la produccin de alcohol etlico en la destilera. El azcar de primera calidad retenido en las mallas de las centrfugas, se disuelve con agua caliente y se enva a la refinera, para continuar el proceso.Cabe resaltar que en este punto se obtiene lo que se llama azcar rubio, debido al color de los cristales; a continuacin se detalla el proceso mediante el cual el azcar rubio se convierte en azcar blanco o azcar refinado.5. RefinadoMediante la refinacin, se eliminan los colorantes o inorgnicas que el licor pueda contener. El azcar disuelto se trata con cido y sacarato de calcio para formar un compuesto que arrastra las impurezas, las cuales se retiran fcilmente en el clarificador. El licor resultante se concentra, se cristaliza de nuevo en un tacho y se pasa a las centrfugas, para eliminar el jarabe.6. Secado

El azcar refinado se lava con condensado de vapor, se seca con aire caliente, se clasifica segn el tamao del cristal y se almacena en silos para su posterior empaque.

7. EnvasadoEl azcar crudo de exportacin sale directamente de las centrfugas a los silos de almacenamiento. All se carga a granel en las tractomulas que lo llevarn al puerto de embarque o bien se empaca en sacos de 50 kg para ser utilizado en la fabricacin de alimentos concentrados para animales.9.-Proceso de produccin de cido sulfrico(mediante cmaras de plomo)

Descripcin del procesoLa obtencin del cido sulfrico se realiza a partir del SO2, ste se oxida a SO3y luego se obtiene cido sulfrico por reaccin con el agua.Existen dos mtodos para la obtencin del trixido de azufre: El mtodo de contacto: Produce cido sulfrico muy concentrado (95%) y de elevada pureza. El mtodo de las cmaras de plomo: Tiene mayor capacidad de produccin, pero el cido es de menor concentracin (70%) y de menor pureza.En ambos mtodos, se parte del dixido de azufre (obtenido a partir de la tostacin de la pirita) y se oxida a trixido de azufre utilizando un catalizador. El mtodo de contacto necesita un trixido de azufre muy puro.El trixido de azufre obtenido, se enfra y se hace pasar por una torre de absorcin donde se combina con cido sulfrico concentrado formndose el cido pirosulfrico:H2SO4+ SO3 H2S2O7Este se descompone por accin del agua:H2S2O7+ H2O 2 H2SO4

10.Proceso a eleccinProceso para la produccin de refresco de cola

Descripcin del procesoTratamiento de AguaEl agua uno de los principales ingredientes de nuestras bebidas la que es sometida a un exigente tratamiento para adecuarse a los requerimientos de la OMS, organismos locales y de The Coca-Cola Company. El tratamiento consiste en varios pasos de filtracin y desinfeccin con los cuales se asegura la inocuidad del agua (libre de microorganismos), removiendo adems sabores extraos y contaminantes qumicos. El agua antes de su uso es controlada por rigurosos mtodos de anlisis.Elaboracin de Jarabe SimpleEl agua tratada es mezclada con edulcorantes nutritivos como es el azcar en medidas exactas formando el jarabe simple, el que es filtrado a baja presin eliminando as cualquier impureza.Elaboracin de Jarabe TerminadoAl jarabe simple se le agrega el concentrado, el cual es proporcionado por The Coca-Cola Company el cual contiene ingredientes puros y esencias que otorgan sabor, color y olor a nuestros productos. El jarabe terminado es aprobado solamente si cumple estrictamente ciertos parmetros de calidad.Elaboracin de Preparado LightEl preparado de Light es proporcionado por The Coca-Cola Company el cual contiene edulcorantes de bajas caloras y esencias que otorgan sabor, color y olor a productos bajos en caloras.Elaboracin de la Bebida TerminadaEl Agua Tratada y el Jarabe Terminado, se dosifican en proporciones adecuadas en un depsito que los mezcla. La bebida sin gas (agua-Jarabe) es impulsada por una bomba al carbonatador (estanque) donde el liquido cae sobre una bandeja distribuidora, la cual tiene pequeas perforaciones en lnea con las placas de enfriamiento. Por estos orificios escurre la bebida en forma de una delgada lmina que desciende por las placas de enfriamiento en una atmsfera de gas carbnico el cual es absorbido a medida que va perdiendo calor hasta depositarse en forma suave en la parte inferior del estanque carbonatador. De all por el efecto de la presin a la que es sometida la Bebida Terminada, sale por una caera en direccin a la llenadora.