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MEMORIA DESCRIPTIVA Página 1 CAPÍTULO 1. MEMORIA DESCRIPTIVA…………….………….……….1 1.1. Objetivos del proyecto…………………...……………..………...…….5 1.2. Alcance del proyecto………………………...……………………….....6 1.3. Consideraciones del cálculo……………………………………….........7 1.3.1. Aspectos contemplados en el cálculo………………………......7 1.3.1.1. Consideraciones previas………………...…………...7 1.3.1.2. Intercambiador de calor E-0…….……...……………7 1.3.1.3 Intercambiador de calor E-0B………...……………..8 1.3.1.4 Intercambiador de calor E-1………..………………..9 1.3.1.5 Botellón acumulador de reflujo S-1..……………..…9 1.3.1.6 Torre de destilación C-1…………..………………....9 1.3.2. Aspectos no contemplados en cálculo……..…………………10 1.3.3. Consideraciones sobre planos……………..…………………10 1.4. Descripción del proceso…………………………….…….…………...11 1.5. Fundamentos del proceso…………………………..………………….13 1.5.1. Destilación………………………………..…………………..13 1.5.2. Equilibrio líquido-vapor………………..…………………….16 1.5.3. Condensación. ………………………….……………………18 1.5.4. Vaporización…………………………………………………19 1.6. Bases de diseño………….…………………………………………….21 1.6.1. Alimentación…………………………………………………21 1.6.2. Productos………..……………………………………………23
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CAPÍTULO 1. MEMORIA DESCRIPTIVA…………….………….……….1
1.1. Objetivos del proyecto…………………...……………..………...…….5
1.2. Alcance del proyecto………………………...……………………….....6
1.3. Consideraciones del cálculo……………………………………….........7
1.3.1. Aspectos contemplados en el cálculo………………………......7
1.3.1.1. Consideraciones previas………………...…………...7
1.3.1.2. Intercambiador de calor E-0…….……...……………7
1.3.1.3 Intercambiador de calor E-0B………...……………..8
1.3.1.4 Intercambiador de calor E-1………..………………..9
1.3.1.5 Botellón acumulador de reflujo S-1..……………..…9
1.3.1.6 Torre de destilación C-1…………..………………....9
1.3.2. Aspectos no contemplados en cálculo……..…………………10
1.3.3. Consideraciones sobre planos……………..…………………10
1.4. Descripción del proceso…………………………….…….…………...11
1.5. Fundamentos del proceso…………………………..………………….13
1.5.1. Destilación………………………………..…………………..13
1.5.2. Equilibrio líquido-vapor………………..…………………….16
1.5.3. Condensación. ………………………….……………………18
1.5.4. Vaporización…………………………………………………19
1.6. Bases de diseño………….…………………………………………….21
1.6.1. Alimentación…………………………………………………21
1.6.2. Productos………..……………………………………………23
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1.7. Balance de materia……….……………………………………………24
1.8. Descripción de los equipos.……………………………………………26
1.8.1. Consideraciones previas….……………………......................26
1.8.2. Intercambiadores de calor…………………………………....26
1.8.2.1. Descripción general de las partes de un intercambiador
de calor………………………………………………………26
1.8.2.1.1. Haz tubular……..………………………….27
1.8.2.1.2. Carcasa………….………..……………….31
1.8.2.1.3. Distribuidor…….……..…………………..31
1.8.2.1.4. Fondo de la carcasa….……………………32
1.8.3. Descripción detallada de los intercambiadores………………32
1.8.3.1. Característica del intercambiador de calor E-0 …….32
Tabla resumen del intercambiador de calor E-0
1.8.3.2. Característica del intercambiador de calor E0B……35
Tabla resumen del intercambiador de calor E-0B
1.8.3.3. Característica del intercambiador de calor E-1…….38
1.8.3.3.1. Descripción del aero-refrigerante ………..38
1.8.3.3.2. Tipos de equipos de condensación…….…38
1.8.3.3.3. Elección del fluido refrigerante…………..39
1.8.3.3.4. Definiciones………...……………………40
1.8.3.3.5. Aero-refrigerante…..…………………….40
1.8.3.3.6. Haz tubular………………………………41
1.8.3.3.7. Sección……………………...……………42
1.8.3.3.8. Unidad………………………...………….42
1.8.3.3.9. Grupo……………...……..………………42
1.8.3.3.10. Criterios de selección del tipo de aero-
refrigerante…...............................................................42
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1.8.3.3.11.Partes y dimensiones del aero…………….45
1.8.3.3.12. Haz tubular…………...………………….46
1.8.3.3.13. Tubos..…………………………………..46
1.8.3.3.14. Cabezales……..…………………………48
1.8.3.3.15. Bastidor ……….……………………….49
1.8.3.3.16. Cámaras de aire ........…………………..49
1.8.3.3.17. Ventiladores…………...………………...49
1.8.3.3.18.Tipos de disposiciones de los ventiladores
.................................................................................…50
1.8.3.3.19. Datos de proceso del aero–refrigerante ....51
1.8.4. Torre de destilación C-1……………………………….……..52
1.8.4.1. Descripción de las torres de platos…………...…….52
1.8.4.2. Objetivos y problemas en las torres de platos……...53
1.8.4.3 Tipos de platos……………………………………...54
1.8.4.4 Tabla resumen de la torre de platos ………………..57
1.8.5 Botellón acumulador de reflujo S-1…………………….……..58
1.8.5.1. Dispositivos internos……………………...……...…58
1.8.5.2. Conexiones……………………………………….....59
1.8.5.3. Tabla resumen del botellón acumulador…………….60
1.9. Documento memoria de cálculo………………………………………..61
1.10. Documento pliego de condiciones……………………………………61
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1.11. Documento presupuesto……………………………………………...63
1.11.1. Consideraciones al presupuesto…………………………….63
1.11.2. Valoración final……………………………………………...65
1.12. Bibliografía…………………………………………………………...66
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1.1. Objetivos del proyecto.
En el presente proyecto, se llevará a cabo el diseño de los equipos de
transferencia de calor, destilación y botellón acumulador, con el objeto de
separar la corriente de C8 (formada por componentes con 8 átomos de
carbono) de una corriente de C6 y C7 (formada por componentes de 6 y 7
átomos de carbono respectivamente). Nombramos a las corrientes C6, C7 y
C8 para simplificar debido al numero elevado de componentes que posee.
Como productos de la unidad, se obtiene la corriente de C8 anteriormente
citada y una corriente de C6 y C7 que serán mandadas a otra unidad para la
posterior obtención del disolvente heptano y hexano por ejemplo.
Las operaciones que se llevan a cabo en el presente proyecto pasan
por la destilación de la carga obteniendo por cabeza los vapores de C6 y C7,
los cuales pasarán por un aero-refrigerante para su condensación y posterior
acumulación en el botellón acumulador de reflujo. De dicho botellón, parte
va como reflujo a la torre y parte va hacia otra unidad.
Mientras que el fondo de la torre esta formada, casi en su totalidad,
por los componentes que denominamos C8, es decir , que poseen ocho
átomos de carbono; dicha corriente también será enviada a otra unidad.
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1.2. Alcance del proyecto.
En este proyecto se diseñan los equipos para la destilación,
transferencia de calor y botellón acumulador de reflujo para la obtención de
la corriente de C6, C7 (componentes de 6 y 7 átomos de carbono
respectivamente) y la obtención de la corriente C8. La corriente de C6 y C7
se puede utilizar posteriormente en otra unidad para la obtención de
disolventes.
La principal especificación, que es la que se quiere conseguir en esta
unidad, es la de obtener el C8 por el fondo de la columna.
Los equipos que se describen en el presente proyecto, son los equipos
de transferencia de calor E-0, E-0B, E-1, la torre de destilación C-1 y el
botellón acumulador de reflujo S-1.
En el siguiente diagrama de bloques se muestran los equipos que se
describen en el proyecto, mostrando la interconexión de los equipos entre sí.
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La carga a la torre de destilación esta formada por C6, C7 y C8,
obteniéndose por fondos la corriente C8 con un ínfimo porcentaje de C7,
mientras que los vapores de cabeza, formados principalmente por C6 y C7, se
condensan en el intercambiador E-1 y se acumulan posteriormente en el
botellón.
Resaltar que en el presente proyecto se lleva a cabo la descripción y el
diseño, a nivel de ingeniería básica, de los equipos de transferencia de calor
anteriormente citados, de la torre de destilación y del botellón de reflujo.
1.3. Consideraciones de cálculo.
1.3.1. Aspectos contemplados en el cálculo.
1.3.1.1. Consideraciones previas.
En el presente proyecto, como se ha mencionado anteriormente, se
realizará el diseño a nivel de ingeniería básica de los equipos de
transferencia de calor E-0, E-0B, E-1, de la torre de destilación C-1 y del
botellón acumulador S-1.
1.3.1.2. Intercambiador de calor E-0.
Este intercambiador de calor concretamente es un vaporizador, del
tipo de termosifón horizontal. Por el lado de los tubos como fluido calentador
se va a utilizar vapor de agua. Mientras que por la carcasa, circula el
producto obtenido por el fondo de la columna de destilación, el cual, al ser
calentado por el fluido que circula por tubos, se produce su vaporización para
posteriormente volver a la torre permitiendo así seguir con la destilación
propiamente dicha.
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Como hemos mencionado ya, la corriente que circula por tubos
también experimenta cambio de fase, ya que el vapor de agua condensa
además de subenfriarse; mientras que la que circula por carcasa
concretamente pasa de líquido a vapor casi en su totalidad.
Además del diseño térmico en ambos lados del intercambiador, se ha
calculado también las dimensiones físicas que este equipo ha de tener para
que su funcionamiento en el proceso sea correcto, cumpliendo las
necesidades energéticas que se necesitan.
1.3.1.3. Intercambiador de calor E-0B.
El intercambiador de calor E-0B es un reserva del E-0, es decir,
entrará en acción cuando el E-0 no este disponible.
Dicho intercambiador reserva, tendrá la misma función que el
explicado anteriormente E-0, ya que produciría prácticamente la misma
cantidad de vapor de la corriente que circula por carcasa, gracias también, al
calor que le sería transmitido esta vez por el gasoil líquido que circula por
tubos. La diferencia con el vaporizador que esta funcionando es que este
utiliza como fluido calentador gasoil líquido, mientras que el E-0 utiliza
vapor de agua. Dicho vapor producido en carcasa sería enviado a la columna
de destilación para continuar la marcha de la destilación propiamente dicha.
El diseño térmico, así como las dimensiones físicas del equipo para
que se cumpla su función intercambiadora en las condiciones necesarias, son
exactamente las mismas que para el intercambiador de calor E-0.
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1.3.1.4.Intercambiador de calor E-1.
El intercambiador de calor E-1 tiene la función de condensar
totalmente los vapores de la cabeza de la torre de destilación.
En este caso, el fluido que enfría es aire, mientras que el vapor que
condensa circula por tubos. Dicho vapor está formado principalmente por C6
y C7.
Los cálculos para este intercambiador se encaminan hacia el diseño
térmico así como las dimensiones adecuadas para cumplir las exigencias de
la transferencia de calor.
1.3.1.5. Botellón acumulador.
Se ha realizado el diseño del botellón separador, calculando sus
dimensiones, tanto la longitud tangencial, como el diámetro.
Además, como parte del diseño mecánico, se ha elegido el tipo de
fondo más conveniente para el equipo y el material , tanto de éste como del
casco cilíndrico, y se han calculado los espesores de los mismos para la
presión interna.
1.3.1.6.Torre de destilación
Del mismo modo que para el botellón acumulador, se ha realizado el
diseño de esta torre de destilación, calculando el número de platos y a su vez
el diámetro y longitud tangencial.
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También se ha entrado, a nivel superficial, en el diseño mecánico,
especificando los tipos de fondo y de material más convenientes para este
tipo de torres, así como del cuerpo cilíndrico, además de los espesores de los
mismos para la presión interna.
Tanto los datos obtenidos del diseño referente al proceso que tiene
lugar, como el cálculo de sus dimensiones físicas, se entienden que son los
adecuados para que el funcionamiento del equipo en el proceso sea el
correcto, aprovechando de él, el máximo rendimiento.
1.3.2. Aspectos no contemplados en el cálculo.
Debido a que este proyecto recoge únicamente la ingeniería básica no
se contempla en el cálculo los siguiente aspectos:
• Cimentaciones de los equipos.
• Diseño mecánico profundo de dichos equipos.
• Ingeniería de detalle de la unidad.
• Cálculos eléctricos.
• Control e instrumentación.
1.3.3. Consideraciones sobre los planos.
Aún no siendo trabajo de la Ingeniería Básica el realizar los planos de
los equipos, debido a que serían demasiado simples para el fin que se
persigue en la realización de los mismos, sí se incluyen en el presente
proyecto dichos planos, recogiéndose en ellos, únicamente, un esquema
simple, sin escala, de los equipos diseñados, indicando dimensiones físicas
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calculadas y especificaciones recogidas de tabulaciones encontradas en la
bibliografía.
1.4. Descripción del proceso.
La alimentación, la cual procede de tanques de otra unidad, llega a la
unidad descrita en este proyecto con un caudal másico de 16811.8 Kg/h, lo
que supone un caudal molar de 178.57 Kmol/h.
Dicha corriente llega en fase líquida a una temperatura de 91.2 ºC.
La alimentación consta de una gran cantidad de componentes
hidrocarburos con 6, 7 y 8 átomos de carbono en su composición.
Como lo que se pretende es separar los componentes de 8 átomos de
carbono de los de 6 y 7, dicha corriente se someterá a un proceso de
destilación.
Por tanto, la corriente de alimentación a nuestra unidad, se introduce
en una torre de destilación formada por treinta platos de válvulas, donde se
obtendrá una corriente por cabeza y una corriente por fondos.
La corriente de fondos estará formada por un 98% de componentes
con 8 átomos de carbono (C8) y solo un 2% de componentes con 7 átomos de
carbono (C7). El caudal másico de dicha corriente es de 1005 Kg/h y la
temperatura de la misma es de 161.22 ºC.
El calor necesario para que se produzca la destilación en sí, es
aportado por un reboiler situado en el fondo de la columna, cuya misión es
aportar el calor mencionado anteriormente a una corriente que sale del fondo
de la columna, concretamente esa corriente llevará un caudal de 42810 Kg/h,
MEMORIA DESCRIPTIVA
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provocando su vaporización casi total, para ser introducida de nuevo en la
torre de destilación permitiendo así el proceso de destilación propiamente
dicho. Dicho calor aportado por el reboilers es de 2771110 kcal/h.
Dicho reboilers (E-0) , debido a su importante papel en el proceso,
poseerá un equipo reserva que realice la misma misión que él cuando este no
este disponible, este intercambiador reserva es el denominado E-0B.
La corriente obtenida por el fondo de la torre formada principalmente
por C8 será mandada a otra unidad. Hay que reseñar que dicha corriente está
en fase líquida y evidentemente, está formada por los componentes más
pesados que entran en la corriente de alimentación a la torre de destilación C-
1.
La salida de cabeza de la torre, estará formada principalmente por C6
y C7 aunque también llevará pequeñas cantidades de C8. El caudal de dicha
corriente es de 28020 Kg/h y la temperatura será de 109.73 ºC.
Dicha corriente estará, evidentemente, en forma de vapor, por lo que
será necesario una condensación de la misma para posteriormente
introducirla de nuevo en la torre como reflujo, favoreciendo así la
destilación.
La condensación de esta corriente en forma de vapor se produce en el
aero-refrigerante E-1, cuyas características las veremos posteriormente. Aquí
se produce la condensación total , además del subenfriamiento del líquido
formado hasta una temperatura de 33 ºC aproximadamente, gracias a un calor
intercambiado con el aire, el cual es impulsado por 4 ventiladores, de
3251005 Kcal/h.
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Dicha corriente en fase líquida y a una temperatura de 33ºC aprox.
pasan a un botellón acumulador de reflujo. De dicho botellón saldrá una
corriente de la cual, 1/3 de la misma iría de nuevo hacia la torre de
destilación como reflujo, y los 2/3 restantes, serían los que nuestra unidad
obtendría como productos, junto a lo obtenido por el fondo de la torre,
corriente que ya comentamos anteriormente.
La fracción molar de esta corriente salida del botellón hacia el exterior
de nuestra unidad, ya como producto, sería de un 55% de C6, un 39% de C7
y solo un 6% de C8. Dicha corriente está en fase líquida y se mandará a otra
unidad, por ejemplo a una destinada a la producción de disolventes con esos
componentes.
1.5. Fundamentos del proceso.
En este apartado se procederá a explicar la base sobre la que se
fundamenta los procesos unitarios que se van a llevar a cabo en el presente
proyecto, como son el intercambio de calor (condensación -vaporización) y
destilación.
1.5.1. Destilación.
Los procesos de separación alcanzan sus objetivos mediante la
creación de dos o más zonas que coexisten y que tienen diferencias de
temperatura, presión, composición o fase. Cada especie molecular de la
mezcla que se vaya a separar reaccionará de modo único ante los diversos
ambientes presentes en esas zonas. En consecuencia, conforme el sistema se
desplaza hacia el equilibrio, cada especie establecerá una concentración
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diferente en cada zona y esto da como resultado una separación entre las
especies.
El proceso de separación denominado destilación utiliza fases de
vapor y líquido, esencialmente a la misma temperatura y la misma presión,
para las zonas coexistentes. Se usan varios tipos de dispositivos denominados
platos o bandejas(o también charolas) y también el denominado relleno para
poner en contacto a ambas fases. Estos dispositivos se encierran en una
cubierta cilíndrica para formar una columna.
El material de alimentación que se debe separar en fracciones se
introduce a uno o más puntos a lo largo de la coraza de la columna. Debido
a la diferencia de gravedad entre la fase de vapor y la líquida, el líquido corre
hacia debajo de la columna, mientras el vapor asciende por la columna, para
entrar en contacto con el líquido en cada una de las bandejas.
El líquido que llega al fondo de la columna se vaporiza parcialmente,
para provocar que dicho vapor ascienda por la columna. El resto del líquido
se retira como producto de fondo. El vapor que llega a la parte superior de la
columna se enfría y condensa como líquido en el condensador superior. Parte
de este líquido regresa a la columna como reflujo, para proporcionar un
derrame líquido. El resto de la corriente superior se retira como producto
destilado o superior.
Este patrón de flujo en el domo de la columna de destilación
proporciona un contacto a contracorriente de las corrientes de vapor y líquido
en cada bandeja de la columna. Las fases de vapor y líquido en cada bandeja
dada se acercan a los equilibrios de temperatura, presión y composición,
hasta un punto que depende de la eficiencia de la bandeja de contacto.
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Los componentes más ligeros (punto de ebullición más bajos) tienden
a concentrarse en la fase de vapor, mientras que los más pesados(punto de
ebullición más altos) tienden a concentrarse en la fase líquida. El resultado es
una fase de vapor que se hace más rica en componentes ligeros al ir
ascendiendo por la columna, y una fase líquida que se va haciendo cada vez
más rica en los componentes pesados, conforme desciende en cascada.
La separación general que se logra entre el producto superior y el del
fondo depende primordialmente de las volatilidades relativas de los
componentes, el número de bandejas de contacto y de la relación de reflujo
de la fase líquida a la de vapor.
Si la alimentación se introduce en un punto situado a lo largo de la
coraza de la columna, la columna se dividirá en una sección superior, que se
denomina con frecuencia sección de rectificación, y otra inferior, que suele
recibir el nombre de sección de agotamiento.
Concepto de etapa de equilibrio.
Los procesos de transferencia de energía y masa en una columna real
de destilación son demasiado complicados para poder modelarlos con
facilidad en forma directa. Esta dificultad se supera mediante el modelo de
etapa de equilibrio. Por definición, la corriente de vapor y la de líquido que
salen de una etapa en equilibrio están en equilibrio completo entre sí y se
pueden utilizar relaciones termodinámicas para relacionar las
concentraciones de las dos corrientes en equilibrio. Se diseña una columna
hipotética que se compone de etapas de equilibrio(en lugar de verdaderas
bandejas de contacto), para realizar la separación especificada para la
columna real.
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A continuación , el número de etapas hipotéticas de equilibrio se debe
convertir en un número dado de bandejas reales, por medio de eficiencias de
bandejas que describen el punto hasta el cual el rendimiento de una bandeja
real de contacto corresponde al rendimiento de una etapa de equilibrio.
El uso del concepto de la etapa de equilibrio separa el diseño de una
columna de destilación en tres partes principales. En primer lugar, los datos y
los métodos termodinámicos que se requieren para predecir las
composiciones de la fase de equilibrio se tienen que determinar
cuidadosamente. En segundo lugar, se debe calcular el número de etapas de
equilibrio que se requieren para lograr una separación específica o la
separación que se obtendrá dado un número de etapas de equilibrio. En tercer
lugar, el número de etapas de equilibrio se debe convertir en el número
equivalente de bandejas reales de contacto.
1.5.2. Equilibrio líquido-vapor.
El estudio de los equilibrios de esta mezcla se puede realizar
aplicando ecuaciones generales, que permiten determinar el punto de
ebullición, el punto de rocío o el punto de vaporización parcial según sea el
caso.
Estas ecuaciones son:
( ) .1=×∑=∑ iii kxy
En este caso se escribe que la primera burbuja de vapor emitida por el
líquido tiene una composición molar igual a yi.
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Al conocer la composición xi del líquido, esta ecuación en función de
ki no depende mas que de dos parámetros, P y T, de forma que si se fija uno
de ellos, el otro queda totalmente determinado.
Se puede escribir que la primera gota de líquido condensado tendrá
una composición xi,tal que:
1=
∑=∑
i
i
ik
yx
De la misma forma se obtendrá también una ecuación ,en función de
ki cuya resolución se efectúa por aproximaciones sucesivas de la presión o de
la Tª, como en el caso anterior, por la que se llega a determinar la
composición de la fase líquida.
Por último, sabiendo que V representa la fracción de vapor y L será la
fracción de líquido y que L=1-V,se puede escribir:
( )
×−+∑=
Vk
zx i
i 11;
Luego para que se produzca equilibrio entre fases, se deben cumplir
las siguientes ecuaciones de equilibrio:
( )
1
111
=∑=∑
=
×−+∑=∑
i
i
i
i
i
k
yx
Vk
zx
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De donde:
zi: fracción molar del componente i en la mezcla;
L: tanto por uno de líquido;
V: tanto por uno de vapor;
xi: fracción molar del componente i en el líquido;
yi: fracción molar del componente i en el vapor;
ki: cte de equilibrio del componente i;
1.5.3. Condensación
La condensación se produce cuando una vapor satura entra en
contacto con una superficie cuya temperatura está por debajo de la
temperatura de saturación de ésta.
La condensación se puede producir de dos formas diferentes, bien por
formación de gotas (condensación por goteo), bien por la formación de una
película de líquido (condensación en película)
La condensación por goteo tiene lugar cuando la pared no está
humedecida uniformemente por el condensado, si no que éste aparece
formando pequeñas gotitas en diversos puntos de la superficie con la que se
pone en contacto.
A medida que se produce la condensación del vapor saturado, se
producirá un incremento del tamaño de las gotas individuales, de tal forma
que se van reuniendo las gotas adyacentes hasta que finalmente se forma un
pequeño chorro de líquido condensado. Las fuerzas de adhesión de la gota a
la superficie es vencida por la fuerza de la gravedad y es por ello que el
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chorro de líquido fluye con rapidez, capturando y absorbiendo a su paso
todas las gotas que va encontrando, dejando de esta forma una superficie seca
detrás.
La condensación tipo película, es más común y más segura, ésta tiene
lugar cuando se forma una película de condensado sobre la superficie, y el
espesor de ésta por unidad extensión irá incrementándose al aumentar la
extensión de la superficie.
En el caso que se trata en este proyecto, se ha supuesto que la
condensación se lleva a cabo en forma de película, ya que para que produzca
por goteo será necesario la introducción de alguna impureza en la corriente
de vapor.
1.5.4. Vaporización.
En cuanto a la vaporización, es importante tener en cuenta en los
vaporizadores el porcentaje de líquido vaporizado, de hecho, no es
conveniente que dicho tanto por ciento sea de un 80%, siendo éste un
porcentaje bastante óptimo, ya que porcentajes superiores obligarían a tener
que instalar una purga debido al aumento considerable de los residuos
depositados o bien a un sobredimensionamiento del intercambiador, lo que
provocaría vapor sobrecalentado necesitando, por tanto, un área posterior de
enfriamiento. Bien la purga, bien el sobredimensionamiento, encarecen el
costo del equipo, luego tener vaporizaciones superiores al 80 % es un
inconveniente.
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Además existen restricciones que hay que tener en cuenta en los
vaporizadores, tanto de flujo de calor como de coeficientes de película, como
se indica a continuación:
I. Flujo:
• El flujo máximo permitido para vaporizadores de circulación
forzada y calderetas para vaporizar sustancias orgánicas, es de
20000 Btu / h·ft2 y para circulación natural de 12000 Btu / h · ft2.
• El flujo máximo permitido para la vaporización de soluciones
acuosas de baja concentración o de agua usando circulación natural
o forzada es de 30000 Btu / h · ft2.
II. Coeficiente de película:
• El máximo coeficiente de película permitido para la vaporización en
la circulación forzada o natural para vaporizar sustancias orgánicas,
es 1000 Btu / h · ft2 · ºF
• El coeficiente máximo de vaporización para circulación forzada o
natural en la vaporización de agua y soluciones acuosas de baja
concentración, es de 1000 Btu / h · ft2 · ºF.
El método de cálculo para intercambiadores vaporizadores, se realiza
siguiendo un serie de pasos que indica la bibliografía para vaporizadores del tipo de
termosifón horizontal , los cuales los comentaremos más adelante.
MEMORIA DESCRIPTIVA
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1.6. Bases de diseño.
A continuación se citan las bases sobre las que se fundamenta este
proyecto.
1.6.1 Alimentación.
La alimentación, la cual procede de tanques de otra unidad, llega a la
unidad descrita en este proyecto con un caudal másico de 16812 Kg/h, lo que
supone un caudal molar de 178.57 Kmol/h. Dicha corriente llega en fase
líquida a una temperatura de 91.2 ºC
La alimentación consta de una gran cantidad de componentes
hidrocarburos, que podemos nombrarlos de forma simplificada como C6, C7
y C8, para referirnos al conjunto de componentes con 6, 7 y 8 átomos de
carbono en su composición respectivamente.
A continuación vamos a detallar las cantidades de todos los
componentes a la entrada de la unidad.
Posteriormente se hablará de C6, C7 y C8, por simplificación y
claridad en la realización del proyecto.
MEMORIA DESCRIPTIVA
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Lista de componentes:
Componentes Kgmol/h
23-MButane (C6) 3.88
2-MPentane (C6) 31.06
3-MPentane (C6) 25.24
n-Hexane (C6) 29.12
Mcyclopentane(C6) 5.82
22-MPentane (C7) 1.94
24-MPentane (C7) 3.88
33-MPentane (C7) 1.94
2-MHexane (C7) 15.53
23-MPentane (C7) 5.82
3-MHexane (C7) 17.47
3-EPentane (C7) 1.94
1-tr2-MCC5 (C7) 1.94
n-Heptane (C7) 13.59
24-MHexane (C8) 1.94
23-MHexane (C8) 1.94
2-MHeptane (C8) 3.88
4-MHeptane (C8) 1.94
3-MHeptane (C8) 3.88
1c2tr3-MCC5 (C8) 1.94
n-Octane (C8) 3.88
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 23
1.6.2 Productos.
El fundamento del proceso es la separación de la corriente de C8 de la
corriente de C6 y C7
Por tanto, a la salida de la unidad se obtiene una corriente de C8 la
cual se manda a otra unidad. Esta corriente se ha obtenido gracias al proceso
de destilación ocurrido en la torre. También se obtiene como producto del
proceso, la corriente formada por componentes C7 y C8 obtenida por cabeza
de la torre de destilación. Esta corriente se condensa en el aero-refrigerante
de cabeza y llega hasta el botellón acumulador, a partir del cual, se manda
parte a reflujo y parte sale como destilado hacia otra unidad.
A continuación se muestra la composición del fondo de la torre y la
composición de la salida del botellón acumulador que sale como destilado
hacia otra unidad.
Fondo de la torre:
Xi Kmol/h
C7 0.029 0.25
C8 0.971 8.57
1 8.82
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 24
Salida del botellón:
Xi Kmol/h
C6 0.56 95.12
C7 0.377 64.05
C8 0.062 10.58
0.999 168.33
Ambas corrientes de productos son obtenidas en fase líquida.
Teniendo la corriente que sale del fondo de la torre una temperatura de
161.22 ºC, y teniendo la corriente de salida del botellón una temperatura de
33 ºC.
1.7. Balance de materia.
Los equipos descritos en el presente proyecto, se agrupan en dos
clases, los equipos de transferencia de materia y los equipos de transferencia
de calor.
Si nos centramos en la transferencia de materia y se observa el
proceso desde un punto de vista general, se puede entender como una caja
negra, en la cual entra una corriente y salen dos corrientes diferentes, que son
las comentadas en el apartado anterior.
En el siguiente diagrama se resume de un modo genérico la
transferencia de materia:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 25
A continuación en la siguiente tabla se muestra cual es el balance general de
materia de las corrientes de entrada y salida de los procesos diagramados arriba:
AlimentaciónLíquidofondo
Líquidodestilado
Kg/h 16812 1005 15807
Kmol/h 178,57 8,82 169,75
91,2 161,22 33
3,6 2,7 2,2
Flujo total
Temperatura (ºC)
Presión (Kg/cm2)
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 26
1.8. Descripción de los equipos.
1.8.1 Consideraciones previas.
En este apartado se va a hacer una descripción somera y suficiente de
todos los equipos que pertenecen a la unidad que se describe en este
proyecto.
Para tener una mejor visión de las descripciones de los equipos se
recomienda hacer uso del documento “Planos” de este proyecto.
1.8.2.Intercambiador de calor.
Bajo este epígrafe situamos todos los intercambiadores de calor que se
encuentran en dicha unidad;
1.8.2.1. Descripción general de las partes de un intercambiador.
Las partes fundamentales de un intercambiador de calor de carcasa y
tubo son:
• Haz tubular
• Carcasa
• Distribuidor
• Fondo de carcasa
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 27
1.8.2.1.1 .Haz tubular.
Es un cierto número de tubos unidos por un mandrinado o soldadura a
dos placas tubulares perpendiculares a ellos y colocados de una forma
regular. El soporte inmediato de estos tubos se hace mediante unas chapas
perpendiculares a los mismos, espaciadas regularmente denominadas
diafragmas o pantallas. El haz tubular está formado por numerosos
elementos, siendo éstos:
• Placas tubulares
• Tubos
• Diafragmas
Placas tubulares.
Las placas tubulares tiene como misión separar los dos fluidos y servir
para fijación de los tubos.
En todo intercambiador, a excepción de los que tiene tubos n U, hay
dos placas tubulares con el mismo espesor e idéntica distribución de los
tubos. Las placas tubulares están en contacto con los dos fluidos del
intercambiador, por lo cual deberán diseñarse para que soporten las
condiciones de temperatura y presión y con un material adecuado a las
características del fluido más corrosivo.
Los orificios de los tubos pueden estar dispuestos en las placas
tubulares según cuatro arreglos:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 28
• Triangular
• Triangular rotado
• Cuadrado
• Cuadrado rotado
La disposición triangular no permite la limpieza mecánica de la superficie
exterior de los tubos, pero en cambio mejora el intercambio de calor y
consigue que para una misma carcasa quepan el 15 % más de tubos que la
distribución cuadrada; esta disposición se suele emplear cuando los fluidos
son limpios.
La ventaja de la distribución cuadrada es que los tubos son accesibles
para la limpieza exterior y tiene más baja caída de presión.
Los orificios de los tubos no pueden colocarse muy cerca unos de
otros, ya que una franja demasiada estrecha de metal entre los tubos
adyacentes, debilita estrechamente la placa tubular.
La distancia menor, centro a centro, en tubos adyacentes se le
denomina paso de tubos o pitch y su valor deberá ser al menos 1.25 veces
mayor que el diámetro exterior de los tubos. Estas distancias están
normalizadas.
Los valores más normales de paso de tubos son los que se encuentran
expresados en el cuadro siguiente, aunque no implica el uso de otras
medidas:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 29
Disposición de los tubos Diámetro exterio (pulg) Pitch (pulg)
3/4 15/161 1 1/4
3/4 11 1 1/4
Tringular
Cuadrada
Tubos.
Los tubos para intercambiadores de calor también se los conoce como
tubos para condensador y no deberán de confundirse con tubos de acero u
otro tipo de tubería obtenida por extrusión a tamaños normales a tuberías de
hierro.
Los tubos utilizados en los intercambiadores de haz tubular son
cilíndricos. El diámetro exterior de dichos tubos es el diámetro real dentro de
tolerancias muy estrictas. Se puede obtener diferentes gruesos de pared
definidos por el calibrador Birmingham para alambre, que en la práctica se
refiere como BWG del tubo.
El espesor de pared del tubo, debe ser suficiente para soportar las
presiones, temperatura de diseño y también varía según los diámetros y
materiales. Para presiones medias, las dimensiones recomendadas, aparecen a
continuación:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 30
Material Diámetro (pulg) Espesor recomendado (BWG)
Acero al carbono 3/4 14
Acero al carbono 1 12
Acero inoxidable 3/4 16
Acero inoxidable 1 14
La longitud del tubo puede ser cualquiera, pero normalmente para
mantener una uniformidad dentro de la planta se suelen usar más
frecuentemente de 16, 20, 24 ft, así como sus múltiplos.
Unión tubos-placa tubular.
Esta unión suele realizarse mediante mandrinado o soldadura, o bien
con ambas operaciones, es decir, mandrinado y sellado con soldadura, ero en
todo caso debe satisfacer las dos condiciones siguientes:
• Impedir el paso del fluido, evitando la contaminación de un fluido a
otro.
• Ser lo suficiente fuerte para soportar las fuerzas debida al peso de los
tubos y la dilatación térmica.
• Para la elección del tipo de unión se deberá tener en cuenta el
material de las placas y de los tubos, peligrosidad en caso de
contaminación de los dos fluidos y fuerzas por dilatación térmica que
debe soportar. Dicha elección la hace el ingeniero que realiza la
ingeniería mecánica del intercambiador.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 31
Diafragmas o deflectores.
Son chapas circulares situadas perpendicularmente a la dirección de
los flujos y atravesados por éstos. La distancia entre el centro de los
deflectores se llama paso o espaciado de deflectores. Este espaciado no es
mayor que una distancia igual al diámetro interior de la carcasa, o menor que
una distancia igual a un quinto del diámetro interior de la carcasa.
La misión de los diafragmas es:
• Soportar los tubos, manteniéndolos a la distancia fijada por el paso a
lo largo de toda la longitud del intercambiador.
• En algunas ocasiones, tiene como misión conducir el flujo que circula
por el lado de la carcasa mediante recorridos transversales y
longitudinales, a la vez que creando la mayor turbulencia de forma
que se mejore el intercambio de calor.
1.8.2.1.2 Carcasa.
Es el cilindro exterior que envuelve el haz tubular. Los
intercambiadores de calor tiene un único diámetro nominal de carcasa,
excepto el tipo Kettle que tiene dos diámetros, correspondientes al haz y a la
envolvente respectivamente.
1.8.2.1.3 Distribuidor.
Es la parte por la que entra el fluido que debe pasar por el interior de
los tubos, encaminándolo por los diferentes pasos de los mismos hasta que
sale por el exterior. Hay que señalar también que en el distribuidor es donde
se encuentran las chapas de partición.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 32
1.8.2.1.4 Fondo de la carcasa.
Es la tapa de la carcasa por el lado contrario al que ocupa el
distribuidor. Hay algunos tipos de intercambiadores en los que no existe este
elemento como tal.
1.8.3 Descripción detallada de los intercambiadores.
1.8.3.1. Características del intercambiador de calor E-0.
Este equipo según las normas T.E.M.A (Tubular Exchanger
Manufacturers), es clasificado teniendo en cuenta tres partes fundamentales
del mismo, como son:
• El Distribuidor será del tipo B (integral bombeado), ya que aunque
presenta el inconveniente de que para tener acceso a las placas de
tubos es necesario desmontarlo de dichas placas, y de las líneas que
entran y salen del equipo, es el tipo más económico. Además en este
caso en particular no se requiere una limpieza muy frecuente por el
interior de los tubos.
• La carcasa será del tipo J, el cual se denomina de flujo dividido.
Posee un desviador longitudinal que puede estar perforado o ser
sólido. Muy adecuado para situaciones que se produzca vaporización
en la carcasa , como es nuestro caso.
• Los fondos son del tipo U. Es decir, los tubos son de haz en U. Se
permite la renovación del haz. Además permite la limpieza de los
tubos mediante productos químicos por dentro y por fuera.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 33
Por tanto a este intercambiador se le denomina BJU. Posee una
superficie de intercambio de 927.0031 pie2 con un paso por la carcasa y dos
por tubos.
La carcasa posee un diámetro interior de 482 mm. El intercambiador
posee 260 tubos de 18.163 ft de longitud y 0.75 pulg de diámetro exterior
con un BWG de 14. El pitch será de 1 pulg.
El material de fabricación será de acero al carbono. Este equipo tiene
una serie de conexiones de entrada y salida para los fluidos. Estas están
diseñadas para una presión primaria de servicio de 150 lb/in2.
En este equipo existe cambio de fase en la zona de la carcasa, mientras
que el fluido que va por tubos también experimenta cambio de fase,
concretamente una condensación total, ya que entra en forma de vapor y sale
completamente líquido. Concretamente este fluido que circula por tubos y
que experimenta la condensación, es vapor de agua a media presión.
La corriente que circula por tubos entra a 411.08ºC y sale a 165.9 ºF, y
el fluido que circula por carcasa entra a 321.062C y sale a 322.2ºF.
El calor total transferido es de 10771474,35 Btu/h
MEMORIA DESCRIPTIVA
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Tabla resumen del intercambiador E-0.
Fluido Vapor de agua Entrada 411,08
Caudal entrada (lb/h) 12274,88 Salida 365,9
Vapor (lb/h) 12274,88 Admisible 10
Líquido (lb/h) Calculada 0,634
0,0014
Fluido C7 y C8 Entrada 321,062
Caudal entrada (lb/h) 94380,38 Salida 322,2
Vapor (lb/h) Admisible 0,25
Líquido (lb/h) 94380,38 Calculada 0,0198
0,0014
OD: 19,05mm BWG: 14 Long: 5,536m Pitch:1"
Deflectores Corte: 46%
Unidades:1
DISEÑO TÉRMICO: TUBOS
Número pasos por tubo 2Factor de
obstrucción(hft2ºF/Btu)
Temperatura (ºF)
Perdida de carga (psi)
DISEÑO TÉRMICO: CARCASA
Temperatura (ºF)
Perdida de carga (psi)
Factor de obstrucción(hft2ºF/Btu)
Deflector longitudinal / 9 transversales
Superficie intercambio: 927,0031 ft2 Posición: Horizontal
Calor intercambiado (Btu/h): 10771474,35
MLTD corregida (ºF): 64,37
DATOS CONSTRUCTIVOS
TubosMaterial: Acero al carbono Nº tubos: 260
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 35
1.8.3.2. Características del intercambiador de calor E-0B.
Este equipo según las normas T.E.M.A (Tubular Exchanger
Manufacturers), es clasificado teniendo en cuenta tres partes fundamentales
del mismo, como son:
• El Distribuidor será del tipo B (integral bombeado), ya que aunque
presenta el inconveniente de que para tener acceso a las placas de
tubos es necesario desmontarlo de dichas placas, y de las líneas que
entran y salen del equipo, es el tipo más económico. Además en este
caso en particular no se requiere una limpieza muy frecuente por el
interior de los tubos.
• La carcasa será del tipo H, se utiliza para tubos largos que no
sifonean bien. A esta carcasa se le denomina de flujo partido doble,
ya que posee dos entradas a la vez que un desviador longitudinal.
Dichos desviadores pueden ser sólidos o estar perforados.
• Los fondos son del tipo U. Es decir, los tubos son de haz en U. Se
permite la renovación del haz. Además permite la limpieza de los
tubos mediante productos químicos por dentro y por fuera.
Por tanto a este intercambiador se le denomina BHU, con una
superficie de intercambio de 1583.206 pie2, con un paso por carcasa y dos
pasos por tubos.
Este intercambiador será como ya hemos mencionado, el reserva del
E-0, y solo entrará en funcionamiento cuando el intercambiador E-0 no este
disponible.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 36
La carcasa posee un diámetro interior de 25 in. El intercambiador
posee 403 tubos de 20 ft de longitud y 0.75 pulg de diámetro exterior. Posee
un BWG de 14 y un pitch de 1 pulg.
El material de fabricación del intercambiador será de acero al carbono.
Este equipo tiene una serie de conexiones de entrada y salida para los fluidos.
Estas están diseñadas para una presión primaria de servicio de 150 lb/in2.
En este equipo existe cambio de fase en la zona de la carcasa, mientras
que el fluido que va por tubos es líquido y no experimenta cambio de fase.
La corriente que circula por tubos entra a 554 ºF y sale a 362.48 ºF, y
el fluido que circula por carcasa entra a 321.062º F y sale a 322.2 ºF.
El calor total transferido es de 10771474,35 Btu/h
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 37
Tabla resumen del intercambiador E-0B.
Fluido Gasoil Entrada 554
Caudal entrada (lb/h) 85905,046 Salida 362,48
Vapor (lb/h) Admisible 10
Líquido (lb/h) 85905,046 Calculada 0,3574
0,0037
Fluido C7 y C8 Entrada 321,062
Caudal entrada (lb/h) 94380,38 Salida 322,2
Vapor (lb/h) Admisible 0,25
Líquido (lb/h) 94380,38 Calculada 0,0038
0,0037
OD: 3/4" BWG: 14 Long: 20ft Pitch:1"
Deflectores
Unidades:1
RESUMEN DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR E-0B
Servicio: reserva del intercambiador E-0 Nombre equipo: E-0B
DISEÑO TÉRMICO: TUBOS
Número pasos por tubo 2Factor de
obstrucción(hft2ºF/Btu)
Temperatura (ºF)
Perdida de carga (psi)
DISEÑO TÉRMICO: CARCASA
Temperatura (ºF)
Perdida de carga (psi)
Factor de obstrucción(hft2ºF/Btu)
Deflector longitudinal
Superficie intercambio: 1583,206 ft2 Posición: Horizontal
Calor intercambiado (Btu/h): 10771474,35
MLTD corregida (ºF): 109,78
DATOS CONSTRUCTIVOS
TubosMaterial: Acero al carbono Nº tubos: 403
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 38
1.8.3.3. Características del intercambiador E-1.
1.8.3.3.1. Descripción del aerorefrigerante
El aerorrefrigerante E-1 tiene como función la de condensar los
vapores remanentes de la cabeza de la torre de destilación , compuesta
principalmente por compuestos de 6 y 7 átomos de carbono (C6 y C7).
1.8.3.3.2. Tipos de equipos de condensación.
A continuación se presentan las distintas alternativas para realizar la
condensación, así como la elección del equipo mas conveniente:
- Emplear otra corriente de proceso más fría que a su vez
interesa que se caliente.
- Emplear agua procedente de una torre de refrigeración.
- Emplear agua de mar.
- Emplear aire como medio enfriador.
En éste caso, la condensación del producto se realiza mediante aire
aspirado o impulsado por ventiladores.
La gran ventaja del aire, está en que no hay ninguna posibilidad de
contaminación del medio ambiente y su coste de instalación es inferior al de
un intercambiador de carcasa y tubo.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 39
1.8.3.3.3. Elección del fluido refrigerante.
Con este proyecto se ha optado por el uso de aire para efectuar el
proceso de condensación de los vapores remanentes procedentes de la cabeza
de la torre desoctanizadora.
Ésta decisión ha sido tomada por las siguientes consideraciones:
- Equipos necesarios: Si se requiere el agua para realizar la condensación se
debe contemplar el circuito completo que incluye básicamente
intercambiadores de calor, depósito del agua, bombas y tuberías del
intercambiador y torre de refrigeración. Por el contrario, para usar aire el
material se resume al propio aero-refrigerante.
- Disponibilidad del fluido: En el caso del aire la cantidad es ilimitada y su
localización es inmediata.
- Tratamiento del agua: Normalmente el agua, antes de introducirse en el
circuito, deberá ser tratada para evitar exceso de incrustaciones en el
intercambiador, corrosión en la superficie metálicas en contacto con el agua,
depósito de suciedad, crecimiento de algas y bacterias, etc. Estos tratamientos
requieren grupos de inyección de inhibidores etc. que superan un coste de
instalación inicial y otros de operación y mantenimiento.
- Coste de energía eléctrica: La energía se requiere en el sistema de agua, para
la reposición e inyección de agua en el circuito, para las bombas de
recirculación y los ventiladores de la torre de refrigeración. En el sistema de
aire se requiere solamente para el accionamiento de los ventiladores de los
aero-refrigerantes. El consumo de energía de un sistema de refrigeración por
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 40
aire es, generalmente, un 10-20 % inferior al consumo de energía en un
sistema de refrigeración por agua.
- Coste de mantenimiento: La comparación de los costes de mantenimiento
de los sistemas, da ventaja al que utiliza aire para realizar la condensación,
puesto que en este sistema se deberá tener en cuenta las reparaciones de los
equipos motrices, engranajes, cojinetes y ventiladores. En cambio, en el
sistema de agua se deberá considerar los costes de corrosión y ensuciamiento
de todos los intercambiadores por el lado del agua, así como en tuberías,
reparaciones de bombas, torre de refrigeración y equipos motrices,
engranajes, cojinetes y ventiladores. Como una aproximación se puede decir
que el coste de mantenimiento de una instalación con sistema de aire es,
aproximadamente, el 30% del coste de mantenimiento de una instalación de
enfriamiento por agua.
1.8.3.3.4. Definiciones.
Es necesario establecer algunas definiciones, necesarias para la
compresión de todo lo que sigue.
1.8.3.3.5. Aero-refrigerante.
Con el término “aero-refrigerante” entenderemos todo equipo que se
destina a enfriar ó condensar cualquier fluído que circula por el interior de
tubos sobre los cuales incide el aire impulsado ó aspirado por ventiladores.
El aero-refrigerante estará compuesto por haces tubulares colocados sobre (ó
bajo) las cámaras de aire, en las cuales están dispuestos los ventiladores;
estos ventiladores estarán accionados por un motor adecuado (eléctrico,
turbina, etc.).
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 41
Si los haces tubulares están colocados sobre los ventiladores,
recibiendo el aire impulsado por ellos, el aero-refrigerante se denomina de
“tiro forzado”, que es la disposición más frecuente; si, por el contrario, los
haces están colocados bajo los ventiladores, recibiendo el aire aspirado por
ellos, el aero-refrigerante se denomina de “tiro inducido”.
En las siguientes ilustraciones, se pueden apreciar las disposiciones
citadas.
1.8.3.3.6. Haz tubular.
Conjunto formado por cabezales, tubos y bastidor. Los tubos son
realmente los elementos activos, sobre los que se verifica el intercambio de
calor; los cabezales son distribuidores y colectores de flujo a los tubos; el
bastidor no es más que un elemento estructural, rigidizador y soporte del haz
propiamente dicho.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 42
1.8.3.3.7. Sección.
Conjunto de (uno o más) haces tubulares, servidos por uno ó más
ventiladores, completo con estructuras, cámaras de aire y otros equipos
pertinentes. Normalmente la sección está compuesta por haces pertenecientes
al mismo servicio, pero también puede estar formada por haces
pertenecientes a diferentes servicios. En este último caso se dice que son
“servicios acoplados”.
1.8.3.3.8. Unidad.
Conjunto de (uno o más) haces tubulares dispuestos en (una o más)
secciones para efectuar un servicio determinado (por ejemplo: “Refrigerante
de gas-oil”).
1.8.3.3.9. Grupo.
Conjunto de (una o más) secciones pertenecientes a (una o más)
unidades dispuestas en una estructura continua.
1.8.3.3.10. Criterios de selección del tipo de aerorrefigerante.
Para el diseño de aero-refrigerantes, se empezará por decidir en primer
lugar el tipo de tiro requerido del equipo. A continuación, se expondrán los
diferentes motivos para la elección de un aero-refrigerante de tiro forzado o
inducido.
La disposición más usada normalmente es la de tiro “forzado” y ello
por diversas razones, entre las que destacamos:
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 43
- A igualdad de los demás parámetros de diseño, la potencia requerida por los
ventiladores es menor, en la disposición de tiro forzado.
- En el tiro inducido, para proteger al motor, al ventilador y la transmisión, la
temperatura de salida del aire debe mantenerse por debajo de ciertos límites
(aproximadamente 60 ºC); este problema no existe en el tiro forzado.
- El montaje y desmontaje de haces, ventiladores, motores y transmisiones
ofrece más complicación en el tiro inducido.
- Igualmente, en el tiro inducido, es más difícil el acceso para el
mantenimiento a los haces, ventiladores, motores y transmisiones. Sin
embargo, en la disposición de tiro inducido, la recirculación de aire caliente
de la descarga hacia la succión es menor, dado que el aire es descargado
directamente por los ventiladores de la atmósfera, a mayor velocidad, y por
tanto a mayor altura.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 44
A continuación se resumen en la tabla siguiente las diferencias citadas
para una y otra disposición.
Aero tipo “tiro forzado”
Aero tipo “tiro inducido”
- Menos recirculación de aire
desde la descarga a la
succión.
- Menor potencia absorbida
por ventiladores.
- Construcción y montaje
más simples
- Acceso más directo y
sencillo para mantenimiento
de haces, ventiladores y
motores.
- No hay limitación para la
temperatura de descarga del
aire (en tiro inducido está
limitada a aproximadamente
60ºC)
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 45
1.8.3.3.11. Partes y dimensiones del aerorrefrigerante.
Los refrigerantes de aire tienen la misión de enfriar a los productos
que circulan por el interior de unos tubos.
Un aerorrefrigerante está compuesto de una parte estática (haz tubular)
y otra dinámica (ventilador) dispuesta de tal forma (ver figura siguiente) que
el aire lanzado por éste, pasa a través de los tubos, consiguiéndose así que el
aire robe parte del calor del producto que circula por los tubos.
En resumen, las partes del aerorrefrigerante son las siguiente:
- Haz tubular
- Cámaras de aire
- Grupo ventilador-motor
A continuación se muestran una serie de dibujos que nos ilustrarán de
una forma mas clara las diferentes partes de una aerorrefrigerante.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 46
1.8.3.3.12. Haz tubular.
El haz tubular es un conjunto constituido por las siguientes partes:
- Tubos
- Cabezales
- Bastidor
1.8.3.3.13. Tubos.
Los tubos constituyen la parte fundamental de un aerorrefrigerante por
ser los elementos activos de transmisión de calor, y representa
aproximadamente el 50 % del coste del equipo.
Los tubos utilizados son aleteados y formados por un tubo base de
acero al carbono, y por aletas transversales circulares de aluminio. El objeto
de aletear los tubos es aumentar la superficie de intercambio para compensar
el coeficiente de intercambio por el lado del aire que es bajo. Los requisitos
fundamentales que deben de cumplir estos tubos aleteados son:
- Contacto íntimo entre aleta y tubo, estando libre su unión de aire u óxido
que dificulten la transferencia de calor.
- Indeformabilidad de las aletas, evitando que se doblen y junten unas con
otras ya que imposibilitaría la circulación de aire a través del haz.
Los tubos que se emplean son aleteados de 1" 12 BWG, cuyas
tolerancias de fabricación están contempladas en las normas ASTM-A 450.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 47
Los tubos presentan las características siguientes:
- Material: acero al carbono
- Longitud: 30 ft (9.144 m)
- Diámetro exterior: 1" (0.0254 m)
- Espesor: 12 BWG.
- Material de las aletas: aluminio tipo “G”
- Diámetro de las aletas: 57.15 mm (2¼”)
- Espesor de las aletas: 0.011" (0.00028 m)
- Nº aletas/pulgada: 11 aletas/pulgada
- Paso de los tubos: triangular, 66.67 mm (2.6")
Se emplean aletas incrustadas tipo “G”, debido a su mayor
temperatura de servicio en comparación con los otros el tipo bimetálico y el
tipo “L”, así como su moderado precio en comparación con los tipos
anteriores. Además la adherencia tubo-aleta es alta.
Las aletas incrustadas o tipo “G” utilizadas son de aluminio. Están
enrolladas e incrustadas en una ranura de 0.4 mm de profundidad. La ranura
es cerrada a ambos lados. El contacto entre tubo-aleta es bueno y no existen
problemas de formación de óxidos entre ambas superficies que impida la
correcta transferencia de calor. Este tipo de aletas es suficientemente
resistente mecánicamente.
Estas características enumeradas hasta ahora acerca de los tubos
aleteados, nos lleva a afirmar que el aerorrefrigerante utilizado debe tener las
siguientes dimensiones, para poder condensar de forma correcta los vapores
de la cabeza de la torre.
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 48
Las dimensiones son:
- Superficie lisa de intercambio: Ab = 511.84 m2
- Número de tubos totales: Nt = 820 tubos
- Número de filas: Nf = 5 filas
- Número de tubos por fila y haz: Ntfh = 41 tubos por fila y haz.
1.8.3.3.14. Cabezales.
Los cabezales son los elementos por donde sale e ingresa el fluido al
equipo, distribuyéndolo por los diferentes pasos por tubo. Los diferentes
tipos de cabezales son los siguientes:
- Cabezales con tapa desmontable.
- Cabezales desmontables.
- Cabezales soldados con tapones.
La más frecuentemente usada es esta última, la cual será utilizada en
el diseño posterior.
Las dos primeras formas constructivas tienen un elemento embridado
(una caja o una tapa) de tal manera que es posible su desmontaje para
limpieza interior de los tubos. En el tercer caso, el cabezal es totalmente
cerrado, disponiéndose tapones queda accesible para limpieza cada tubo
individualmente.
El cabezal soldado con tapones son cajas en forma de paralelepípedo,
con todas sus caras soldadas, y en los que la cara opuesta a la placa tubular
está provista de agujeros con sus respectivos tapones, frente a cada tubo. Esta
disposición permite la limpieza mecánica tubo a tubo por medio de un
MEMORIA DESCRIPTIVA
Página 49
rascador. Este tipo de cabezal es el de mayor utilización y de menor coste. es
recomendable para servicios con presiones medias y bajas (< 30 Kg/cm2). No
es aconsejable su uso con fluidos de fuerte tendencia al ensuciamiento (factor
de ensuciamiento > 0.0008 hm2 ºC/Kcal), ya que con este tipo de cabezales
existe cierta dificultad para la limpieza interior de los tubos.
1.8.3.3.15. Bastidor.
El bastidor no es más que un elemento estructural, rigidizador y
soporte del haz propiamente dicho.
Está constituido por marcos situados perpendicularmente a los tubos a
los que soportan, a través de unas pequeñas chapas que, sirven como
distanciadores de los tubos a lo largo del aerorrefrigerante. los marcos van
soportados por dos vigas paralelas a los tubos, que cierran al bastidor.
1.8.3.3.16. Cámaras de aire.
Las cámaras de aire es la parte de los aerorrefrigerantes cuya misión
es conducir el aire desde el ventilador hasta su choque con el haz tubular.
1.8.3.3.17. Ventiladores.
Los ventiladores usados son de flujo axial de cuatro palas. Las palas
son de resinas poliésteres, reforzadas con fibra de vidrio.
El aerorrefrigerante del proyecto usa ventiladores de regulación
automática. Estos pueden variar el ángulo de ataque de las palas durante la
marcha, por medio de una cabeza servomotora a la que le llega una señal en
función de la temperatura de salida del fluido.
MEMORIA DESCRIPTIVA
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El equipo cuenta con 4 ventiladores. El diámetro de cada uno de estos
ventiladores es de 13 ft. Deben “barrer” un área tal que no se formen áreas
muertas y dar un caudal requerido para el servicio con un rendimiento
aceptable. Deberán cumplir otros requisitos, tales como cumplir con ciertos
límites de nivel sonoro. Cada uno de estos ventiladores está accionado por un
motor de 7.31 Kw/h de potencia.
1.8.3.3.18. Tipos de disposiciones de los ventiladores.
En los aerorrefrigerantes se debe definir el tipo de tiro a adoptar,
siendo estos:
- Tiro forzado.
- Tiro inducido.
El aerorrefrigerante de tiro inducido es aquel en el que el aire es
aspirado por los ventiladores, circulando a través del haz tubular, que está
situado bajo el conjunto motor-ventilado.
Para la condensación y enfriamiento del fluido de alimentación se
emplea un aerorrefrigerante de tiro forzado. El aerorrefrigerante de tiro
forzado es aquel en el que el aire es impulsado sobre el haz tubular por los
ventiladores, en este caso, el haz tubular está situado sobre el conjunto
ventilador-motor. Esta instalación es la más frecuente.
MEMORIA DESCRIPTIVA
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Se selecciona el tiro forzado por las siguientes razones:
- A igualdad de todos los parámetros de diseño, la potencia requerida por los
ventiladores es menor en la disposición de tiro forzado.
- En el tiro forzado, no existe limitación para la temperatura de salida del aire,
en cambio, para el tiro inducido se limita (aproximadamente 60 ºC), para
proteger al motor y al ventilador.
- El montaje y reemplazamiento así como el mantenimiento de haces,
ventiladores, motores ofrece más complicación en el tiro inducido.
1.8.3.3.19. Datos de proceso del aerorrefrigerante.
El aerorrefrigerante E-1 tiene como función la de condensar los vapores
remanentes de la cabeza de la torre. El calor total intercambiado en este equipo
es de 3251005.327 Kcal/hr.
Por los tubos del aerorrefrigerante se introducen la corriente mencionada.
Este fluido entra a 109.2 ºC, y saldrá a 33 ºC.
El caudal de aire que se emplea para producir la condensación entra a una
temperatura de 30 ºC, con una humedad relativa del 80 %, y sale a una
temperatura de 50 ºC.
MEMORIA DESCRIPTIVA
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1.8.4. Torre de destilación C-1.
1.8.4.1 Descripción de las torres de platos.
Las torres de platos son cilindros verticales en que el líquido y el gas se
ponen en contacto en forma de pasos sobre platos, de ahí que los platos
constituyan las partes fundamentales de las torres de platos ya que en ellos se
produce el equilibrio de la fase líquida con la fase vapor. El líquido entra en la
parte superior y fluye en forma descendente por gravedad. El gas pasa hacia
arriba, a través de los orificios de uno u otro tipo de plato, burbujea a través del
líquido para formar una espuma, se separa de la espuma y pasa al plato superior.
El efecto global es un contacto múltiple a contracorriente entre el gas y el
líquido, aunque cada plato se caracteriza por el flujo transversal de los dos.
Cada plato en la torre es una etapa, puesto que sobre el plato se ponen en
contacto íntimo los fluidos, ocurre la difusión interfacial y los fluidos se
separan.
La difusión interfacial consiste en el paso de un compuesto desde una
fase a otra, bien sea de la fase vapor a la líquida o viceversa. Es evidente que el
alejamiento de la posición de equilibrio en que se encuentren ambas fases, es el
que proporciona la fuerza motriz para la difusión.
El número de platos teóricos o etapas en el equilibrio en una columna o
torre sólo depende de lo complicado de la separación que se va a llevar a cabo y
sólo está determinado por el balance de materia y las consideraciones acerca del
equilibrio. La eficiencia de la etapa o plato y por lo tanto, el número de platos
reales se determina por el diseño mecánico utilizado y las condiciones de
operación.
MEMORIA DESCRIPTIVA
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1.8.4.2 Objetivo y problemas en las torres de platos.
Con el fin de que la eficiencia de etapas o platos sea elevada, el tiempo
de contacto debe ser largo y la superficie interfacial entra las fases debe ser
grande, además se requiere que la turbulencia sea de intensidad relativamente
alta para obtener elevados coeficientes de transferencia de masa. Por lo tanto,
para que los platos sean de eficiencia elevada, es necesario lagunas profundas de
líquido, para que el gas tarde un tiempo largo en ascender por el líquido y el
tiempo de contacto sea mayor y velocidades relativamente elevada del gas, de
modo que el gas se disperse totalmente en el líquido hasta formar una espuma y
no burbujas, donde la superficie de contacto entre el gas y el líquido es menor.
La búsqueda de las condiciones anteriores puede provocar varias
dificultades:
• Entrada mecánica de gotas de líquido en la corriente ascendente del gas
debido a velocidades elevadas del gas � reduce el cambio de
concentración que se realiza mediante la transferencia de masa
afectando, por tanto, a la eficiencia del plato.
• Caída elevada de presión del gas cuando éste fluye a través del plato �
se debe tanto a profundidades elevadas del líquido como a velocidades
elevadas del gas.
• Dificultades mecánicas:
Inundaciones � con una diferencia elevada de presión en el espacio entre
platos, el nivel del líquido que abandona un plato a presión relativamente baja y
entra a otro plato con presión alta, necesariamente debe ocupar una posición
elevada en las tuberías de descenso. Al aumentar la diferencia de presión debido
al aumento en la rapidez de flujo de gas o de líquido, el nivel en la tubería de
descenso aumentará más aún para permitir que el liquido entre en el plato
inferior, finalmente, el nivel de líquido puede alcanzar el nivel del plato inferior
MEMORIA DESCRIPTIVA
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incluso pudiendo llenar todo el espacio entre platos, entonces, la torre se inunda,
disminuyendo a un valor muy bajo la eficiencia de los platos.
Arrastre por espuma � este arrastre por espuma es provocado por
velocidades elevadas del gas. En este caso, la espuma persiste en todo el espacio
entre los platos y una gran cantidad de líquido es acarreado por el gas de un
plato a otro superior. El líquido acarreado de esta forma recircula entre los
platos, y la carga adicional de líquido aumenta de tal manera la caída de presión
del gas que causa una inundación.
Lloriqueo � tiene lugar debido a un flujo muy bajo del gas, lo que provoca que
parte del líquido caiga a través de los orificios del plato.
Almacenamiento � se debe también a un flujo de gas muy lento, de modo que
nada del líquido alcanza las tuberías descendentes.
1.8.4.3. Tipos de platos.
El requisito principal de un plato es el de proporcionar una mezcla íntima
entre las corrientes de líquido y vapor, ser capaz de tratar las cantidades
adecuadas de vapor y de líquido sin un arrastre o inundación excesivos, ser
estable en el funcionamiento, y resultar razonablemente simple en cuanto a
instalación y mantenimiento.
Los tipos de platos más utilizados son:
• Patos de campana de barboteo: Ha sido el tipo de plato más
ampliamente utilizado, debido a su gama de funcionamiento, pero hoy
en día se tiende a reemplazarlo por otros tipos. Las campanas
individuales se instalan sobre conductos de subida y tienen unas ranuras
rectangulares o triangulares alrededor de sus paredes laterales. Estas
campanas se mantienen en posición gracias a alguna forma de soporte, y
las áreas del conducto de subida y del espacio anular existentes
MEMORIA DESCRIPTIVA
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alrededor de dicha campana deben ser aproximadamente iguales. En los
platos pequeños, el reflujo pasa al plato inferior por dos o tres
rebosaderos circulares, y en los grandes a través de rebosaderos
segmentarios.
• Platos perforados: Su construcción es mucho más sencilla, requiriendo
la perforación de pequeños agujeros en la bandeja. El líquido fluye,
como en los platos de flujo cruzado, a través del plato y hacia abajo por
el rebosadero de bajada segmentario.
• Platos de válvulas: puede considerarse como un intermedio entre los
platos de campanas de barboteo y los perforados. La construcción es
parecida a las de las campanas, pero no hay conductos de subida ni
ranuras. Es importante observar que con estas bandejas la amplitud de la
abertura varía con el flujo de vapor, por lo que las mismas pueden
utilizarse para una amplia gama de flujos. Debido a su flexibilidad y
precio, tienden a sustituir a los platos de campanas de barboteo.
• Plato sin vertedero: Son platos del tipo perforado, cuya construcción es
poco costosa. El líquido y el vapor fluyen a contracorriente por los
mismos orificios, de modo que el conjunto puede ser tratado como una
torre de relleno. Este modelo tiene una buena eficacia, en tanto los
caudales no se aparten demasiado de los previstos en el cálculo.
Estos primeros tres tipos de platos presentan como característica común el
tener conductos de bajada separados para el paso del líquido desde cada plato al
inmediato inferior.
A continuación se establece comparaciones entre los distintos tipos de
platos, para posteriormente elegir uno.
Las diferencias observadas en el valor de la pérdida de la carga, son en
general despreciables (teniendo el tipo perforado un valor relativamente menor)
MEMORIA DESCRIPTIVA
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si se trata de torres a presión atmosférica o más elevada. Por el contrario, en
torres de vacío, se tendrá preferencia por los platos perforados, para conseguir
una caída de presión mínima.
Uno de los factores determinantes en la elección de un plato es su precio.
A este respecto, el plato de campana queda perjudicado, pues es el más caro,
luego de él se encuentra el de válvula, siendo el más barato el perforado.
Para hacer un estudio correcto, no se debe limitarse a la comparación de
los precios de un plato y otro, sino tomar consideración los rendimientos y
elasticidad de los platos.
Bajo la condición de colocarse en las circunstancias óptimas de
funcionamiento para los que han sido calculados los platos, se observa, en
general, bastante poca divergencia entre las diferentes eficacias.
Completamente distinto es si se apartan de estas condiciones aumentando
o disminuyendo el caudal. La eficacia decrece más o menos rápidamente según
la flexibilidad del plato. La ausencia de vertedero reduce considerablemente la
elasticidad de caudal. Entre los platos con vertederos, los platos perforados son
los que ofrecen menos elasticidad.
En relación a la eficacia, los platos de válvulas y perforado dan las
mayores eficacias, seguido posteriormente por los de campana, para pasar al
plato sin vertedero cuya eficiencia es menor.
Por las consideraciones anteriores, se opta por equipar a la torre con
platos de válvulas.
Las ventajas atribuidas a los platos de válvulas son:
• Funcionamiento con la misma capacidad y eficacia que los platos
perforados.
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• Pérdida de carga baja y aproximadamente constante para una gran gama
de condiciones de operación.
• Pueden funcionar a pequeñas fracciones de la capacidad para la que han
sido diseñados.
• Construcción relativamente sencilla que conduce q un coste tan sólo de
un 20% más elevado que un plato perforado equiparable.
• Su rendimiento es superior al de campana con un coste más bajo.
1.8.4.4. Tabla resumen de la torre de destilación.
Kg/h
16811,8
41808,9
mm ft mm ft
Diámetro total 5 Espesor fondo sup. 12,97
Altura total 23027 76 Espesor fondo inf 12,97
Altura cuerpo cilínd. 22132 72,61 Espesor cuerpo 7,153
Nº platos reales Altura fondos 447,77
Nº pasos por plato Pérdida carga rect 0,0807Kg/cm3
Nº unidades Pérdida carga agot 0,223 Kg/cm3
Material cilindro
Material fondos Alimentación
Tipo fondos Descarga
TORRE DE DESTILACIÓN
DATOS DE PROCESO
Entrada vapor desde rehervidor
Caudales de entrada
DATOS DE DISEÑO
Alimentación
lb/h
37063,29
92171,89
SA-285-C
Korbbogen
Reboiler fondo
último plato
fondo
1
32
1 y 2
SA-285-C
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1.8.5. Botellón acumulador de reflujo.
Los recipientes proporcionan capacidades, o sea volúmenes, para una
serie de fines del proceso: almacenamiento, estabilizar y facilitar el control del
proceso. La misión del botellón de acumulación S-1, es recibir el efluente del
condensador y constituir una reserva de líquidos para asegurar un caudal regular
de reflujo y de extracción del destilado.
Para procesos que manejan fluidos, la forma más practica de los mismos
es cilíndrica y su diseño geométrico consiste en la determinación de los
volúmenes y las secciones requeridas para el proceso, ajustándolas a las
proporciones (longitud-diámetro) adecuadas.
El material que se va a utilizar para la construcción del botellón es un
acero al carbono SA-515 Gr55. Este se ha elegido en base a la temperatura,
presión y características corrosivas del fluido.
Los fondos del equipo son toriesféricos el tipo Korbbogen, tal como
recomienda Pueyo.. El espesor del mismo es de 5/16 pulgadas, mientras que el
espesor del cuerpo cilíndrico es de 3/8 pulgadas
El recipiente S-1 va a ser montado en posición horizontal. Se apoyará al
suelo por cunas soportes, que es el tipo de sujeción utilizado para recipientes
horizontales.
1.8.5.1.Dispositivos internos.
El equipo cuenta con un rompetorbellinos en la descarga del líquido, ya
que la formación de torbellinos puede producir vibraciones, cavitación...
Se disponen en el fondo del recipiente. El tamaño del cuadrado de rejilla óptimo
debe ser igual a la mitad del diámetro de la boca, con máximo igual a un tercio
del diámetro del recipiente. La distancia del rompetorbellinos debe ser igual a
MEMORIA DESCRIPTIVA
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la mitad del diámetro de la boca, con un mínimo de 3 in. Para rompetorbellinos
en el fondo, se ponen tres rectángulos alternativamente girados 90º ya sin
distancias entre ellos.
El mayor inconveniente de los rompetorbellinos es la erosión, y a
menudo, la corrosión a que están sometidos, por lo que sin inspección frecuente,
puede incluso que no se sepa determinar si existen o no.
1.8.5.2.Conexiones.
Las conexiones que posee el equipo son dadas por Ruiz Pueyo. Estas
están en función del diámetro interior del recipiente. Vamos a nombrar las
conexiones más usuales sin entrar detalladamente en las mismas, simplemente
será a modo orientativo, ya que esto formaría parte fundamentalmente de la
ingeniería de detalle:
Las conexiones de los instrumentos de nivel, se situarán en la parte
central del recipiente por ser la parte menos agitada.
Las bocas principales (entrada – salida) deben de estar situadas a mínima
distancia de los extremos del recipiente y en extremos opuestos. Las entradas
serán superiormente , en tanto las salidas lo harán inferiormente.
Alimentación
Descarga de vapor
Salida de líquido
Purga
Tomas de nivel
Boca de hombre
Venteo
MEMORIA DESCRIPTIVA
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A continuación se muestra un cuadro resumen con las características de
botellón.
1.8.5.3.Resumen datos de diseño
Caudal (Kg/h) Dens(Kg/cm3)28020 665,87
0 0
Temperatura de diseño
DATOS MECÁNICOSMaterial del recipienteTipo de fondos
Acero al carbono SA - 515 Gr 55Korboggen
6,3220%
20 cm5/16"
Volumen de retención (m3)Porcentaje de seguridad en diseño
Nivel mínimo por encima del fondoEspesor fondos (inch)
DIMENSIONES DEL BOTELLÓNDiámetro interior (mm)Longitud cuerpo cilíndrico (mm)Espesor cuerpo cilíndrico (inch)
147353093/8"
Gas(incondensables)Presión de diseño
55ºC4,1 Kg/cm2
BOTELLÓN SEPARADOR D-1DATOS DEL PROCESO
Composición fluido entradaLíquido
MEMORIA DESCRIPTIVA
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1.9. Documento memoria de cálculo.
El documento Memoria de Cálculo expone de manera detallada los
cálculos que han servido de base para desarrollar este proyecto.
En la Memoria de Cálculo se explica la metodología utilizada para
realizar los cálculos necesarios para diseñar los equipos.
Los equipos diseñados son los siguientes:
• Intercambiadores de calor
• Botellón acumulador
• Torre de destilación
1.10. Documento pliego de condiciones.
El pliego de condiciones es el documento más importante del proyecto
desde el punto de vista contractual. Si los planos dicen lo que hay que hacer, el
Pliego de Condiciones fija cómo hacerlo y su influencia en el coste final de los
trabajos, en el presupuesto de la obra, es muy grande.
El carácter vinculante del Pliego de Condiciones está dirigido a dos
puntos fundamentales. Por una parte el contratista debe hacer el proyecto como
se indica en el Pliego de Condiciones y por otra parte está dirigido al cliente
frente a la Administración, ya que ésta le concede la licencia para realizar lo que
se indica en el Pliego de Condiciones, debiendo solicitar permiso a la
Administración para efectuar cualquier cambio.
Este aspecto vinculante, contractual, del pliego de Condiciones se olvida
con relativa frecuencia y da lugar a numerosos problemas. Los proyectistas
incluyen en ocasiones exigencias técnicas muy altas y costosas, que por otro
lado pueden no ser imprescindibles; los contratistas suponen en ocasiones que el
MEMORIA DESCRIPTIVA
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Pliego no va a ser exigido en toda su dureza y ofertan precios bajos en
comparación a los requisitos técnicos, siendo las consecuencias nefastas para
todos.
El Pliego de condiciones debe describir las condiciones generales del
trabajo, la descripción del mismo, los planos que los definen, así como la
localización y emplazamiento.
El Pliego de Condiciones suele dividirse en las siguientes partes
fundamentales:
• Condiciones generales.
Recoge todos los aspectos generales del proyecto de acuerdo con la norma UNE
24042.
• Condiciones materiales y equipos.
Incluye las especificaciones de todas las instalaciones, unidades paquete,
equipos y materiales que lo configuran.
Hace referencia a las Normas y Reglamentos oficiales u oficiosos
españoles y extranjeros como pueden ser UNE, API, ASME, DIN, etc.
• Condiciones de ejecución.
Señalan tanto la forma de ejecutar como la de medir y controlar la
construcción de obras civiles y el montaje de instalaciones y equipos mecánicos,
eléctricos, etc.
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• Condiciones económicas.
Hace referencia directa a la forma de medir las obras ejecutadas,
valorarlas y abonarlas.
En general se puede decir que existen ciertas normas prácticas a la hora
de realizar un Pliego de Condiciones comunes a proyectos semejantes.
1.11. Documento presupuesto.
1.11.1 Consideraciones al presupuesto.
En este capítulo se expone un resumen del documento Presupuesto, para
de este modo, dar una idea, aunque muy somera, del contenido y objetivos del
mismo.
El Presupuesto es un documento meramente orientativo y no compromete
legalmente ni en cuanto a mediciones, ni a los precios, por lo que su valor
contractual es mínimo.
En este documento de hace una estimación de los costes totales de
inversión de la planta. Para ello, se emplea el método de Chilton, método
reconocido dentro del actual estado de estimación de costes.
Teniendo en cuenta este método, se ha dividido el documento en cinco
capítulos fundamentales:
1.Mediciones: En este capítulo de indica pormenorizadamente cada partida o
equipo principal que interviene en el proyecto, así como las características
principales de los mismos y el número de unidades necesarias.
2. Justificación del coste de suministro de los equipos: en este capítulo se
presenta cómo han sido obtenidos los costes de cada equipo principal.
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3. Coste asociado de los equipos: En este capítulo se determinan los costes del
montaje de los equipos, de los materiales auxiliares, así como los gastos
generales y beneficios industriales que van asociados a estos quipos.
Para determinar estos costes se aplica una serie de factores sobre los precios de
suministro de los equipos. Los factores se refieren a las partidas siguientes:
• Tuberías
• Instrumentos
• Electricidad
• Obra civil
• Montaje mecánico
• Calorifugado
• Pinturas
4.Cuadro de Precios: En este capítulo se determina el precio de ejecución por
contrata de cada uno de los equipos principales.
Valoración Final: En esta valoración se recogen los siguientes apartados:
• Precio de ejecución material : es la suma de los costes totales de los
equipos principales.
• Beneficio industrial: beneficio de la contrata que realiza la obra.
• Imprevistos: Porcentaje del P.E.M para imprevistos que puedan surgir.
• Honorario del proyecto.
El Presupuesto que resulta de la presente Ingeniería Básica debe
considerar con una tolerancia del ± 25 %.
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1.11.2 Valoración final.
El coste de cada uno de los equipos se refleja en la siguiente tabla:
EQUIPO COSTE TOTAL (euros)
Torre C-1 202887,07
E-0 102500
E-0B 144512,65
E-1 294470,1
Botellón S-1 31397,73
TOTAL 775767,55
Teniendo en cuenta el precio de los equipos, tenemos las siguientes
cantidades que nos llevan al presupuesto total del proyecto:
Imprevistos --------------------------------------------- 38788.37 €
Beneficio industrial.------------------------------------116365.13 €
Honorario del proyecto ------------------------------- 34909.54€
I.V.A ---------------------------------------------------- 154532.89 €
---------------------------
PRESUPUESTO TOTAL --------------------- 1120362.48 euros
El costo total de la instalación asciende a UN MILLON CIENTO
VEINTE MIL TRESCIETOS SESENTA Y DOS EUROS, con un margen
de error del 25 % tanto por exceso como por defecto.
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1.12. BIBLIOGRAFÍA.
1) Ballast tray Design Manual.
Dallas, Texas. Glitsch; Inc. Bulletin no. 4900 – Third Edition
2) El petróleo. Refino y tratamiento químico.
Wuithier, Pierre. 1971 Ediciones Cepsa
3) Elementos de Ingeniería Química
Vian, Angel / Ocón, Joaquín. 1976 Editorial Aguilar
4) Ingeniería Química. Intercambiadores de calor.
Costa Novella, E.1986. Editorial Alambra, S.A.
5) Ingeniería Química. Transferencia de materia.
Costa Novella, E.1986. Editorial Alambra, S.A.
6) Seminario de intercambiadores de calor. Parte I y II.
Ruiz Pueyo.
7) Manual del Ingeniero Químico.
Perry.
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8) Operaciones Básicas de la Ingeniería Química.
McCabe, W.L. / Smith, J.C. / Harriot, P.
9) Operaciones de Transferencia de Masas.
Treybal, Robert E.
10) Procesos de Transferencia de Calor.
Kern Donald Q.
11) Reglamentos de aparatos a presión.
Ministerio de Industria y Energía
12) Cambiadores de calor. Tomo II.
Romano Gregorio.
13) Aerorrefrigerantes. Ingeniería Química, Julio 1974, Octubre
1974, Diciembre 1974, Junio 1976.
Sarmiento García, M.
14) Introducción a la Química Industrial.
Vian Ortuño, A.
