NYLON 66 by ARROL APARTADO 2 EQUIPOS

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EQUIPOS

APARTADO

2

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P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.1 2 EQUIPOS ...3 2.1 INTRODUCCIÓN ...3 2.2 LISTADO DE EQUIPOS ...4

2.2.1 ÁREA 100: ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMERAS...5

2.2.2 ÁREA 200: REACCIÓN ...6

2.2.3 ÁREA 300: SEPARACIÓN ...7

2.2.4 ÁREA 400: ALMACENAMIENTO PRODUCTO FINAL ...8

2.3 DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS EQUIPOS ...9

2.3.1 TANQUES DE ALMACENAJE ...9

2.3.1.1 Tanques a presión: ...9

2.3.1.2 Tanques a presión atmosférica: ...9

2.3.1.3 Parque y distribución de los tanques: ... 10

2.3.1.4 Cubetos: ... 11

2.3.2 UNIDAD DE MEZCLA ... 11

2.3.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR ... 12

2.3.3.1 Intercambiadores de calor de carcasa y tubos ... 13

2.3.3.1.1 Intercambiador de lámina y tubo (tipo BEM) ... 15

2.3.3.1.2 Rehervidor de caldera (Kettle reboiler tipo AKU) ... 17

2.3.4 REACTOR ... 18

2.3.4.1 REACTOR CATALÍTICO MULTITUBULAR DE LECHO FIJO... 19

2.3.5 COLUMNA FLASH ... 22

2.3.6 COLUMNAS DE DESTILACIÓN ... 23

2.3.7 TANQUE DE CONDENSADOS ... 25

2.4 HOJAS DE ESPECIFICACIÓN ... 27

2.4.1 ÁREA 100: ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMERAS... 27

2.4.2 ÁREA 200: REACCIÓN ... 31

2.4.3 ÁREA 300: SEPARACIÓN ... 41

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LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO

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LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS

2.3

2.1 INTRODUCCIÓN

Después de las especificaciones del proyecto, empezamos a entrar en materia con el siguiente capítulo. Como bien es de imaginar, en la presente se tratan los equipos principales que conforman el proceso de producción de cumeno.

Así que a continuación (2.2) nos encontramos con el listado de los equipos principales clasificados según las áreas de nuestra planta con sus características más destacables. A continuación (2.3) pueden leer una breve descripción de los equipos estudiados para entrar en contexto de lo que, a posteriori pueden encontrar (2.4); las fichas técnicas de especificación de los respectivos equipos.

Las fichas técnicas de especificación están constituidas por dos partes. La hoja 1/2, que corresponde a una tabla que especifica lo más relevante del equipo en proceso, como pude ser los caudales másicos, temperaturas, presiones, etc. Así como también los principales datos de su construcción, como son el tipo de material o su peso, entre otros. Y la hoja 2/2, en el que podemos ver gráficamente mediante dibujos de AutoCAD®, como serán sendos equipos físicamente ayudando a visualizarlo mejor con sus sendas acotaciones.

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2.4

2.2 LISTADO

DE

EQUIPOS

A continuación se muestran el listado de los equipos principales para las áreas donde se ubican. En el listado aparecen unas letras, en la tabla 2.1 se define cada una.

Tabla 2.1 Definición letras del listado:

Letra Definición V Volumen H Altura D Diámetro L Longitud A Área de intercambio

U Coeficiente global de intercambio de calor

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2.5

2.2.1 ÁREA 100: ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMERAS

Tabla 2.2 Listado de equipos área 100:

LISTADO DE EQUIPOS Planta de producción de cumeno Hoja 1 de 1

ÁREA 100 Polígono NYLON-66 Localidad: Tarragona

ÍTEM UNIDADES DENOMINACIÓN CARACTERÍSTICAS MATERIAL POTENCIA (kW)

T-101 a T-102 2 Tanque de almacenamiento de propileno V= 145m3; H= 6'5m; D= 6'5m AISI 304 ---

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2.6

2.2.2 ÁREA 200: REACCIÓN

M-201 1 Mezclador V= 3'70m3_{; H= 2'4m; D= 1'40m} _{AISI 304} _4'1

R-201 1 Reactor catalítico multitubular V= 27’19m3_{; L= 7’12m; D= 2'20m} _{AISI 316L} _---

E-201 1 Intercambiador de calor A= 23’40m2_{; U= 508’00W/m}2_ºC _{AISI 316L} _---

E-202 1 Intercambiador de calor A= 25’20m2_{; U= 693’00W/m2ºC} _{AISI 316L} _---

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2.7

2.2.3 ÁREA 300: SEPARACIÓN

E-302 1 Condensador columna A= 36’90m2_{; U= 764’60W/m}2_ºC _{AISI 316L} _---

E-303 1 Condensador columna A= 11’4m2_{; U= 1.354’40W/m}2_ºC _{AISI 316L} _---

E-304 1 Kettle reboiler A= 36’30m2_{; U= 631’10W/m}2_ºC _{AISI 316L} _---

E-305 1 Kettle reboiler A= 80’40m2_{; U= 600’60W/m}2_ºC _{AISI 316L} _---

C-301 1 Columna destilación flash V= 3'30m3_{; H= 5'03m; D= 0'91m} _{AISI 304} _---

C-302 1 Columna de rectificación H= 11m; D= 1'68m; NP=18 AISI 304 ---

C-303 1 Columna de rectificación H= 11'6m; D= 1'68m; NP=19 AISI 304 ---

Br-301 1 Tanque de condensados V= 3'85m3_{; H= 2'9m; D= 1'3m} _{AISI 304} _---

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P

2.8

2.2.4 ÁREA 400: ALMACENAMIENTO PRODUCTO FINAL

T-401 a T-402 2 Tanque de almacenamiento de cumeno V= 215m3_{; H= 9'15m; D= 5'5m} _{AISI 304} _---

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P

2.9

2.3 DESCRIPCIÓN

BREVE

DE

LOS

EQUIPOS

En este apartado se procede a describir brevemente los equipos principales que configuran la planta de cumeno. Se ha creído oportuna esta breve explicación para poder situar en contexto lo que a continuación se mostrará, que son las fichas de especificación de cada equipo mencionado.

2.3.1 TANQUES DE ALMACENAJE

Estos equipos están diseñados para contener materias primas o productos acabados en el proceso. Se han diseñado tanques de un almacenamiento suficiente de alimentación para abastecer al proceso durante 24 horas.

Estos depósitos tendrán su límite de llenado al 85% de su capacidad. Todos los tanques se finalizan con una película blanca de pintura epoxi.

2.3.1.1 Tanques a presión:

O tanques GLP diseñados para almacenar productos gaseosos a temperatura ambiente en forma líquida mediante aumento de presión. Para el diseño de estos tanques de han aplicado las normas ASME para recipientes a presión interna y externa.

La elección del tipo de tanque se ha realizado sospesando la forma de almacenamiento recomendada por American Chemistry Council para el propileno. En este caso, se ha optado por quizás la forma más inverosímil de las dos propuestas, el tanque esférico.

Figura 2.1 Tanque esférico.

2.3.1.2 Tanques a presión atmosférica:

Los tanques a presión atmosférica se han diseñado haciendo hincapié en su principal debilidad, la presión externa. Puesto que, en una descarga súbita el equipo, se puede encontrar en una situación de

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2.10

vacío o presión relativa negativa. Para ello se han aplicado los principios de la API 650 y las fórmulas de diseño de equipos bajo presión externa de ASME.

La elección del tipo de tanque se ha realizado sospesando la forma de almacenamiento de estos mismos productos para en la compañía Chevron Phillips. En su caso recomiendan, para benceno y cumeno, tanques verticales con techo flotante. Para minimizar la inversión y dado el bajo volumen almacenado, se ha optado por un techo fijo con inertización y un venteo adecuado. Puesto que el benceno tiene un punto de congelación a los 8ºC, se ha optado a parte del aislamiento térmico con lana de roca, con calentadores externos.

Para el DIPB se ha dispuesto un tanque-bidón de menor volumen y con especificaciones de diseño más sencillas dado su reducido tamaño.

Dada la naturaleza toxica de los compuestos y de la necesidad de venteo de los equipos, se ha decidido instalar filtros de carbón activo en los extremos superiores de los tanques.

Figura 2.2 Tanques de techo fijo.

2.3.1.3 Parque y distribución de los tanques:

La normativa MIE APQ-1 Capitulo II se ha aplicado para distribuir y distanciar los equipos entre ellos y de las instalaciones según el producto y el volumen almacenado. Esta distribución normalizada también se ha visto afectada por la implantación de la normativa ATEX para productos explosivos.

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2.11

2.3.1.4 Cubetos:

En caso accidental de derrame o rotura, se han proyectado unas zonas denominadas cubetos de retención, que tienen como objetivo evitar un vertido incontrolado. Estos cubetos tienen una capacidad determinada y condicionada por el volumen y el tipo de producto que pueden llegar albergar. Las características de los cubetos vienen determinadas por la normativa MIE APQ-1 Capítulo III artículo 20.

Figura 2.4 Cubeto de retención de dos tanques.

2.3.2 UNIDAD DE MEZCLA

La preparación de mezclas de sólidos, líquidos y gases es una parte esencial de la mayoría procesos de producción en las industrias química y afines; cubriendo todas las etapas de procesamiento, desde la preparación de los reactivos a través de la mezcla final de los productos. El equipo utilizado depende de la naturaleza de los materiales y el grado de mezcla requerida. La mezcla se asocia a menudo con otras operaciones, tales como la reacción y la transferencia de calor. El líquido y los sólidos de operaciones de mezcla se realizan frecuentemente como procesos por lotes.

Estos equipos se usan en el proceso con la finalidad de mezclar fluidos y homogeneizar la mezcla. Estan constituidos por un tanque dotado de un agitador (necesitará electricidad).

Dadas las caracteristicas de nuesta planta, únicamente será requerido un tanque de mezclado (M-201), donde se homogeneizará la mezcla de benceno de entrada y de benceno recirculado. Produciendose así una mezcla de dos componentes en estado líquido.

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2.12

Figura 2.5 Tanque de mezclado.

Figura 2.6 Interior de un tanque de mezclado.

2.3.3 INTERCAMBIADORES DE CALOR

Los intercambiadores de calor son los equipos que tienen mayor presencia en la planta. Habiendo un total de 10 repartidos entre el área 200 y el área 300. Esta decena de intercambiadores son todos del tipo de carcasa y tubos, aunque debido a sus distintas finalidades, encontramos dos variedades de carcasa y tubos. Es por eso que a continuación se describen los diferentes tipos intercambiadores presentes en la planta.

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2.13

2.3.3.1 Intercambiadores de calor de carcasa y tubos

El intercambiador de carcasa y tubos es de lejos el equipo más común de transferencia de calor utilizados en la industria química y afines. Las ventajas de este tipo de equipos son:

1. La configuración da una gran área superficial en un pequeño volumen. 2. Buena disposición mecánica: una buena forma para la operación de presión. 3. Utiliza técnicas de fabricación bien establecidos.

4. Puede ser construido a partir de una amplia gama de materiales. 5. Se limpia fácilmente.

6. Tiene bien establecidos los procedimientos de diseño.

Figura 2.7 Intercambiador de calor de carcasa y tubos.

Esencialmente, un intercambiador de carcasa y tubos consiste en un haz de tubos cerrados en una carcasa cilíndrica. Los extremos de los tubos se disponen en placas de tubos, que separan el lado de la carcasa y del lado del tubo de fluidos. Los deflectores se proporcionan en la cáscara para dirigir el flujo de fluido y apoyar a los tubos. El conjunto de deflectores y los tubos se mantiene unida por varillas de soporte y los espaciadores.

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2.14

Las consideraciones de diseño de estos equipos están estandarizadas por The Tubular Exchanger Manufacturers Association (TEMA).

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2.15 Un intercambiador de calor de carcasa y tubo conforme a TEMA se identifica con tres letras, el diámetro en pulgadas del casco y la longitud nominal de los tubos en pulgadas.

La primera letra es la indicativa del tipo del cabezal estacionario. Los tipo A (Canal y cubierta desmontable) y B (Casquete) son los más comunes.

La segunda letra es la indicativa del tipo de carcasa. La más común es la E (casco de un paso) la F de dos pasos es más complicada de mantener. Los tipos G, H y J se utilizan para reducir las pérdidas de presión en la carcasa. El tipo K es el tipo de rehervidor de caldera utilizado en torre de fraccionamiento. La tercera letra nos indica el tipo de cabezal del extremo posterior, los de tipo S, T y U son los más utilizados. El tipo S (cabezal flotante con dispositivo de apoyo) el diámetro del cabezal es mayor que el del casco y hay que desmontarlo para sacarlo. El tipo T (Cabezal flotante sin contrabrida) puede sacarse sin desmontar, pero necesita mayor diámetro de casco para la misma superficie de intercambio. El tipo U (haz de tubo en U) es el más económico, pero a la hora de mantenimiento necesita una gran variedad de tubos en stock.

A continuación se detallan los dos tipos de intercambiadores de carcasa y tubos que se usan en la planta de producción de cumeno.

2.3.3.1.1 Intercambiador de lámina y tubo (tipo BEM)

Un esquema típico de un intercambiador de calor de carcasa y tubo tipo BEM es

el que se muestra en la Figura 2.10.

Figura 2.10 Esquema intercambiador de calor de carcasa y tubos tipo BEM.

Dónde: 1 es la carcasa, 6 son las lámina estacionarias de tubo, 7 son los canales (cabecera y parte posterior del intercambiador), 9 son las boquillas, 10 son los tirantes y espaciadores, 11 es el deflector o tubo de soporte de la placa, 14 son los soportes de apoyo, 18 son los tubos, 20 es la partición de paso, 25 son las conexiones y 26 es el fuelle de expansión.

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2.16

Este intercambiador no tiene apenas diferencia entre ambos extremos, es de un solo paso en tubo y casco, lo que limita la velocidad dentro de los tubos, lo que reduce el coeficiente de transmisión de calor. Tiene junta de expansión en casco y también imposibilita de apertura para limpieza en lado del casco.

Figura 2.11 Intercambiador de calor de carcasa y tubos tipo BEM.

Ocho de los diez intercambiadores de calor presentes en la planta son de tipo BEM. Tres de ellos en el área de reacción (200) y los cinco restantes en el área de separación (300). A continuación se detallan la ubicación en el proceso, la finalidad de cada uno y los fluidos que intervienen en cada intercambiador. Como se acaba de comentar, en el área de reacción encontramos los tres primeros intercambiadores de calor de carcasa y tubos. El E-201 se localiza después del mezclador M-201. En él circula benceno y aceite térmico (Therminol 66) que se ha calentado previamente en la caldera. La finalidad de este intercambiador es calentar el benceno hasta que pase de fase líquida a fase gas, para después mezclarse con propileno (5% propano) también en estado gas, y así ahorrar de poner un mezclador gas-líquido entre el benceno y el propileno.

Una vez mezclado el benceno con el propileno (5% propano), se encuentra el intercambiador E-202. En él se pre-calienta el fluido de proceso con el mismo fluido que sale del reactor, asimismo, el fluido que sale del reactor es enfriado con el fluido que aún no ha reaccionado, antes de dirigirse hacia la columna flash.

Gracias al E-202 la mezcla de benceno y propileno ha sido calentada, pero la temperatura que ha adquirido no es lo suficientemente alta como para estar en las condiciones óptimas para entrar al reactor. Es por eso que es necesario el intercambiador E-203, localizado antes del reactor R-201. En él, la mezcla se calienta hasta llegar a 360ºC, temperatura óptima de reacción. El fluido que permite que la mezcla alcance ésta temperatura es el aceite térmico (Therminol 66). En éste equipo (E-203) el aceite térmico que entra para calentar procede del reactor (donde debido a la reacción exotérmica que se produce sale a una temperatura superior de la que entra). Así, se crea un circuito de Therminol 66 que parte de la caldera, para ir al reactor, de allí al intercambiador E-203, para luego dirigirse a la caldera para empezar de nuevo el ciclo.

Si nos dirigimos hacia la zona de separación (área 300), nos encontramos con el intercambiador E-301, situado justo antes de la columna flash. Allí, el producto resultante del reactor entra para enfriarse hasta los 90ºC, temperatura adecuada para poder entrar a la columna C-301, con la ayuda de agua que proviene de una torre de refrigeración.

Seguidamente de la columna flash, se encuentra la torre de destilación C-302, esta columna de platos precisa de un kettle reboiler (explicado en el siguiente punto) y de un condensador, denominado E-302. Éste condensador tiene la misma TEMA que los anteriores intercambiadores de calor (la forma BEM).

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2.17 Entonces, el equipo E-302, donde entra la fracción más ligera de la torre de rectificación, tiene la finalidad de hacer pasar el benceno (con pequeñas fracciones de otros componentes) de estado vapor a estado líquido, con la ayuda de agua proveniente de una torre de refrigeración. El benceno, ahora en estado líquido pasa hacia un depósito de condensados (Br-301).

De forma análoga, el intercambiador E-303, tiene la misma función, pero esta vez en la columna de destilación de cumeno (C-303) y convirtiendo el cumeno de fase gas a fase líquida, dirigiéndolo hacia su respectivo depósito de condensados (Br-302).

Una vez llegado a éste punto, para el acondicionamiento final del cumeno y del DIPB, se requieren dos intercambiadores de calor de carcasa y tubos BEM más. El E-306 permite que la temperatura del cumeno descienda hasta alcanzar los 25ºC, temperatura que permite su correcto almacenaje. Para llegar hasta ésta temperatura se requiere agua procedente de un equipo de frío Chiller. Del mismo modo, el agua procedente de un Chiller hace que el DIPB se enfríe hasta los 25ºC y esté listo para almacenarlo en un depósito.

2.3.3.1.2 Rehervidor de caldera (Kettle reboiler tipo AKU)

Un esquema típico de un intercambiador de calor de carcasa y tubo tipo AKU es

el que se muestra en la Figura 2.12.

Figura 2.12 Esquema intercambiador de calor de carcasa y tubos tipo AKU.

Dónde: 1 es la carcasa, 6 son las lámina estacionarias de tubo, 7 son los canales (cabecera y parte posterior del intercambiador), 8 es el canal de cubierta, 9 son las boquillas, 11 es el deflector o tubo de soporte de la placa, 14 son los soportes de apoyo, 16 es la presa, 18 son los tubos, 20 es la partición de paso, 23 es la conexión de ventilación, 24 es la conexión de drenaje, 25 son las conexiones y 27 es el anillo de elevación.

Este intercambiador se caracteriza por la configuración de la carcasa. El conjunto de tubos están dispuestos en forma de U. La presa (16) mantiene el líquido hirviente sobre los tubos.

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2.18

Figura 2.13 Kettle reboiler.

En nuestra planta hay dos intercambiadores de calor de carcasa y tubos tipo AKU, también llamados Kettle reboilers.

El E-304 es un Kettle rebolier que tiene la función de ser el rehervidor de la columna de destilación dónde se separa el benceno de los demás compuestos (C-302). De forma análoga, el E-305 es un Kettle reboilers que sirve de rehervidor de la columna de destilación C-303, dónde se separa nuestro producto estrella, el cumeno.

Por ambos intercambiadores circula la fracción pesada de los compuestos de la columna y, con la circulación del aceite térmico (Therminol 66), se calienta la mezcla del proceso para cambiarla de estado líquido a gas.

2.3.4 REACTOR

El reactor es el equipo clave de todo el proceso, pues en él se da la reacción que hace posible la obtención del producto deseado, que en nuestro caso es el cumeno.

Existe una gran variedad de tipos de reactores, según mejor convenga para dar la o las reacción/es deseadas, se determinarán qué tipo de reactor va a usarse.

En la planta de producción de cumeno que se tiene como objeto de estudio únicamente se requiere un reactor (R-201), éste reactor es catalítico multitubular de lecho fijo, así que, vamos a centrarnos a detallar este tipo concreto de reactor.

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2.19

2.3.4.1 REACTOR CATALÍTICO MULTITUBULAR DE LECHO FIJO

Los reactores catalíticos de lecho fijo son el tipo más importante de reactor para la síntesis de productos químicos básicos e intermedios a gran escala. En estos reactores, la reacción tiene lugar en la forma de una reacción catalizada heterogéneamente de gas en la superficie de los catalizadores que están dispuestas como un lecho fijo así llamado en el reactor. Además de la síntesis de productos químicos valiosos, los reactores de lecho fijo se han utilizado cada vez más en los últimos años para tratar las sustancias nocivas y tóxicas. Por ejemplo, las cámaras de reacción utilizadas para eliminar los óxidos de nitrógeno de los gases de combustión de centrales constituyen el mayor tipo de reactores de lecho fijo en cuanto a volumen del reactor y el rendimiento, mientras que la purificación de escape de automóviles representa, con mucho, la aplicación más ampliamente empleado de reactores de lecho fijo.

En cuanto a la aplicación y la construcción, es conveniente diferenciar entre los reactores de lecho fijo para la operación adiabática y las de la operación no adiabático. Dado que el control de temperatura es uno de los métodos más importantes de influir en una reacción química, se utilizan reactores adiabáticos únicamente cuando el calor de reacción es pequeña, o cuando sólo hay una importante vía de reacción; en estos casos no hay efectos adversos en

Se espera que la selectividad o el rendimiento debido a la evolución de la temperatura adiabática. El rasgo característico de control de la reacción adiabática es que el catalizador está presente en la forma de un lecho fijo uniforme que está rodeado por una cubierta aislante exterior (Figura 2.14).

Figura 2.14 Reactor de lecho fijo adiabático.

Dado que los gases de reacción entrantes en la mayoría de los casos deben ser calentados a la temperatura de ignición de la reacción catalítica, el control de la reacción adiabática es a menudo junto con el intercambio de calor entre el gas de reacción de entrada y salida resultante en el control de reacción térmica llamada automática. Este tipo de control de reacción ofrece ciertas características y perspectivas de desarrollo.

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2.20

Las reacciones con un gran calor de reacción así como las reacciones que son extremadamente sensibles a la temperatura se llevan a cabo en reactores en los que se produce el intercambio de calor indirecto a través de un medio de transferencia de calor que circula integrado en el lecho fijo.

Dado que en la mayoría de los casos la tarea del ciclo de transferencia de calor es para mantener la temperatura en el lecho fijo dentro de un rango específico, este concepto se describe con frecuencia como un "reactor de lecho fijo isotérmico". Sin embargo, el control de reacción isotérmico no proporciona selectividad o el rendimiento óptimo en todos los casos, y por esta razón, el concepto de intercambiadores de calor integrados en el lecho fijo también se está utilizando cada vez más para alcanzar los perfiles de temperatura no isotérmicos.

La disposición más común es el reactor multitubular de lecho fijo, en el que el catalizador está dispuesto en los tubos, y circula el portador de calor externamente alrededor de los tubos (Figura 2.15). Pueden ser reactores de lecho fijo con un suministro de calor integrado o remoción.

Figura 2.15 Reactor multitubular de lecho fijo.

Los reactores de lecho fijo para síntesis industriales son generalmente operados en un modo estacionario (es decir, en condiciones de funcionamiento constantes) en las tandas de producción prolongados, y por lo tanto el diseño se centra en el logro de un funcionamiento estacionario óptimo. Sin embargo, el modo de funcionamiento dinámico no estacionario es también de gran importancia para el control de la operación industrial. En particular, los reactores de lecho fijo con una reacción fuertemente exotérmica exhiben a veces, el comportamiento operativo, sorprendente.

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2.21

Figura 2.16 Esquema de un reactor multitubular de lecho fijo.

El reactor presente en la planta de cumeno, es, pues, un reactor catalítico multitubular. Concretamente tiene 342 tubos, en los que la mitad de su volumen está ocupado por el catalizador, que es la zeolita tipo beta. Así pues, la dirección de la mezcla gaseosa es en sentido ascendente, como se muestra en la figura 2.16. Durante el recorrido por los tubos, el gas se pone en contacto con el catalizador (zeolita) que se encuentra en fase sólida y se producen las reacciones de alquilación (reacción exotérmica) que dan como resultado el producto cumeno, entre otros.

Dado que se produce una reacción exotérmica, el diseño del reactor se plantea como un intercambiador de calor de carcasa y tubos, dónde el fluido que reacciona pasa por los tubos, y por la carcasa circula un fluido que regula la temperatura, en este caso se trata del aceite térmico Therminol 66.

El reactor estará localizado en la área 200 y funcionará en continuo. Como se ha comentado, la mezcla de reactivos ha sido calentada hasta llegar a los 360ºC antes de entrar al reactor. Y la mezcla que salga del reactor se dirigirá hacia la columna flash, pasando antes por el intercambiador E-202.

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2.22

2.3.5 COLUMNA FLASH

La destilación súbita o “flash” es una operación de separación en una única etapa. En ella, una alimentación líquida se bombea a través de un cambiador de calor hasta alcanzar una temperatura determinada. A continuación se descomprime bruscamente haciéndola pasar a través de una válvula de expansión, lo que origina la vaporización parcial del líquido tras lo cual la mezcla se introduce en un recipiente de mayor volumen con el objeto de separar la fase condensada del vapor. El recipiente puede ser una cámara simple o estar dotado de relleno u otro dispositivo para la eliminación de nieblas. El líquido y el vapor que se separan pueden suponerse en equilibrio, por lo que esta separación se conoce también como destilación de equilibrio.

La destilación súbita es un tipo de separación que se utiliza con mucha frecuencia en la práctica industrial, especialmente en el refino de petróleo y la industria petroquímica. No sólo se utiliza como separación en sí misma, sino también como separación previa a otras más elaboradas con el fin de reducir la carga de los equipos.

Figura 2.17 Esquema de una destilación flash.

La única columna flash presente en la planta de producción de cumeno es la columna C-301. Esta columna, también denominado tanque flash, se localiza después del intercambiador E-301 y antes que la columna de destilación C-302.

La principal función de este equipo es la de separar el propano del resto de componentes de la mezcla. Así, al ser el componente más volátil, el propano, saldrá por la parte superior de la columna flash, aunque no será una corriente de propano pura, pues en ella también habrá una fracción de propileno. Esta corriente será dirigida hacia una antorcha de seguridad, dónde se quemará la mezcla propileno-benceno, así se eliminan productos del proceso que no interesan aprovechando para tener una antorcha que asegure que en caso de fuga, se queme el producto y no cree peligro.

De la parte inferior de la columna flash, saldrá la corriente que se dirige hacia la primera columna de destilación para separar los componentes restantes de la mezcla.

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2.23

Figura 2.18 Tanque flash.

Para asegurar una mayor eficiencia en la columna flash, ésta estará dotada con dos accesorios: el primero será un buffle en la parte interior de la columna y justo encima del orificio de entrada de mezcla. El buffle hará que toda la mezcla se dirija hacia el fondo de la columna, asegurando que el 100% del contenido hace todo el recorrido de la columna de forma ascendente, y teniendo el tiempo suficiente como para separarse la fase gas de la líquida.

El segundo accesorio será un demister, que consiste en una red metálica situada en la parte superior del interior de la columna flash, de manera que el gas que vaya a salir por el orificio de salida superior, pase primero por este demister. Así parte de ese gas se convertirá de nuevo en líquido en cuanto se ponga en contacto con la red y volverá a circular dentro de la columna. Este accesorio sirve de gran utilidad para aumentar la riqueza del gas que sale. El demister será proporcionado por la empresa Koch-Glitsch.

Figura 2.19 Demister.

2.3.6 COLUMNAS DE DESTILACIÓN

La separación de mezclas líquidas por destilación depende de las diferencias en la volatilidad entre los compuestos. Cuanto mayor sea la volatilidad relativa, más fácil es la separación. El equipo básico requerido para la destilación en continuo se muestra en la Figura 2.20. El vapor circula hacia arriba en la columna y el líquido en contracorriente hacia abajo de la columna. El vapor y el líquido se ponen en contacto en los platos o en el relleno. Parte del condensado del condensador se devuelve a la cabeza de la columna para proporcionar la circulación de líquido por encima del punto de alimentación (reflujo),

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2.24

y parte del líquido de la base de la columna se evapora en la caldera y se devuelve para proporcionar la circulación de vapor.

En la sección por debajo de la alimentación, los compuestos más volátiles se eliminan del líquido y esto se conoce como la sección de agotamiento. Por encima de la alimentación, la concentración de los compuestos más volátiles aumenta y esto se llama enriquecimiento, o más comúnmente, la sección de rectificación. La Figura 2.20a muestra una columna que está produciendo dos corrientes de producto, referidas como destilado y residuo, a partir de una alimentación única. Ocasionalmente se usan columnas con más de una alimentación, y con corrientes de salida laterales en puntos de la columna, Figura 2.20b. Esto no altera la operación básica, pero complica hasta cierto punto el análisis del proceso. Si el requisito del proceso es eliminar un componente volátil de un disolvente relativamente no volátil, la sección de rectificación se puede omitir, y la columna entonces se llamará una columna de agotamiento.

Figura 2.20 Columna de destilación. (a) Columna básica. (b) Alimentaciones múltiples y corrientes laterales.

Nuestro proceso cuenta con dos torres de destilación, ambas situadas en la zona 300 (área de separación).

La columna de destilación C-302, situada a continuación de la columna flash C-301, es una columna de rectificación de platos. Adyacente a la columna C-302 encontramos como ya hemos comentado anteriormente, el kettle E-304 y el condensador E-302, además del depósito de condensados Br-301. Éste conjunto de equipos es necesario para que se lleve a cabo un buen procesamiento de las substancias, así, si uno de los componentes no responde como debe, fallará todo el sistema.

La columna C-302 tiene la finalidad de separar principalmente el benceno de las demás sustancias que componen la mezcla. Esta corriente será recirculada hacia el inicio del proceso y será mezclada con benceno de entrada en la unidad de mezcla M-201. El resto de componentes que entraron en la columna saldrán por la parte inferior de ésta, dirigiéndose hacia la segunda columna de destilación.

(26)

P

2.25 Así pues, esa corriente de productos más pesados llegará a la columna de rectificación C-303. Esta columna tiene unas características muy parecidas a la anterior; también es una de destilación con platos. Como en el caso anterior, la columna C-303 forma un compendio con el kettle 305, el condensador E-303 y el depósito de condensados Br-302.

La finalidad de esta segundo columna de destilación es la de obtener el productor estrella, el cumeno, por la parte superior y con la ayuda del condensador, obteniéndolo así con una pureza del 99’9%. Una vez en este punto, al cumeno sólo le faltará ser acondicionado por el intercambiador E-306, para poder ser almacenado y posteriormente vendido.

No debemos olvidar que por la parte inferior de la columna se obtiene otro producto, que es el DIPB, éste también será condicionado gracias al intercambiador E-307, y seguidamente será almacenado para luego venderse también.

Figura 2.21 Columnas de destilación.

2.3.7 TANQUE DE CONDENSADOS

Como ya se ha comentado anteriormente, una de las partes fundamentales de una columna de destilación es el depósito de condensados (o tanque de reflujo). Este equipo sirve para depositar el producto líquido que proviene del condensador de la columna, almacena el líquido y lo distribuye según sea la relación de reflujo, entre dos corriente, una que vuelve a entrar hacia la columna de destilación y otra que queda como corriente final.

En las descripciones de las columnas de destilación ya se han mencionado que en la planta de producción de cumeno se encuentran dos depósitos de condensados.

(27)

P

2.26

El equipo Br-301, pertenece al conjunto de equipos que conforman la columna de destilación de benceno (C-302). Así que el benceno que se ha condensado en E-302 circula hacia éste equipo, y a partir de la relación de reflujo, una parte vuelve del benceno vuelve en estado líquido hacia C-302 y la otra parte se recircula para mezclarse con el benceno de entrada en el mezclador M-201.

El equipo Br-302 actúa de la misma manera con la columna de cumeno, C-303. De tal manera que el cumeno que sale en estado líquido de E-303, se diposita en este equipo, para después ser recirculado, en parte de vuelta hacia C-303 y el resto hacia E-306 para ser enfriado hasta los 25ºC.

(28)

P

2.27

2.4 HOJAS

DE

ESPECIFICACIÓN

2.4.1 ÁREA 100: ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMERAS

HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE TANQUE ÍTEM T-101/T-102 ÁREA 100

PLANTA NYLON-66 FECHA:

LOCALIDAD TARRAGONA REVISADO:

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE

PROPILENO

FINALIDAD Almacenar propileno

DATOS DE OPERACIÓN FLUIDO Propileno TEMPERATURA DE TRABAJO (ºC) 25 DENSIDAD (kg/m3) 489,2 Ocupación (%) 86,7 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CAPACIDAD (m3) 145 DIAMETRO (m) 6,5 GRUESO (mm) 15 PESO VACIO (kg) 14826

PESO CON AGUA (kg) 139326

PESO DE OPERACIÓN (kg) 72731

TEMPERATURA DE DISEÑO (ºC) 45

PRESIÓN DE DISEÑO (BAR) 18,68

MATERIAL AISI 304

NORMA DE DISEÑO ATEX y APQ1

TRATAMIENTO TÉRMICO No

CARCASA Esférica

Nº PILARES 12

RADIO PILARES (m) 0,35

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE

CONSTRUCCIÓN

MARCA DESCRIPCIÓN/CANTIDAD RADIOGRAF. Parcial

A EFIC.

SOLDADURA 0,85

B

(29)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO 2.28 HOJA 2 DE 2 TANQUE ESFÉRICO ALMACENAMIENTO DE PROPILENO Planta de Cumeno

DIAGRAMA DE CONSTRUCCIÓN ÍTEM T-101/02

Tarragona NYLON 66

A-100

6.5000m

(30)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.29 HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE TANQUE ÍTEM T-103/T-104 ÁREA 100

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE BENCENO

FINALIDAD Almacenar Benceno

DATOS DE OPERACIÓN FLUIDO Benceno (99%) TEMPERATURA DE TRABAJO (ºC) 25 DENSIDAD (kg/m3) 872,2 Ocupación (%) 83,92 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CAPACIDAD (m3) 247,17 DIAMETRO (m) 5 ALTURA (m) 7,5 GR. CILIND. (mm) 5 GR. FONDO (mm) 5 PESO VACIO (kg) 6765,5

PESO CON AGUA (kg) 130356,5

PESO DE OPERACIÓN (kg) 114560 TEMPERATURA DE DISEÑO (ºC) 45 PRESIÓN DE DISEÑO (BAR) 3 MATERIAL AISI 304

NORMA DE DISEÑO ATEX y APQ1

CARCASA Cilíndrica

FONDO SUPERIOR Cónico

FONDO INFERIOR Plano

AISLAMIENTO

TIPO Lana de roca

GRUESO 25,4mm

VENTEO

NORMAL

EMERGENCIA

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE

CONSTRUCCIÓN

MARCA DESCRIPCIÓN/CANTIDAD/MEDIDA RADIOGRAF. Parcial

A EFIC.

SOLDADURA 0,85

B

(31)

P

2.30

HOJA 2 DE 2

TANQUE DE TECHO FIJO PARA BENZENO

Planta de Cumeno

DIAGRAMA DE CONSTRUCCIÓN ÍTEM T-103/04

Tarragona NYLON 66 A-100 7 .5 0 0 0 m 0 .5 0 0 0 m 1 .6 0 0 0 m Venteo 5 .0 0 0 0 m 0.5000m 0 .7 5 0 0 m 0.0050m

(32)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.31

2.4.2 ÁREA 200: REACCIÓN

HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE MEZCLADOR ÍTEM M-201 ÁREA 200

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN TANQUE DE MEZCLA DE BENCENO Y

RECIRCULADO

ACCESORIOS Agitador de turbina

FINALIDAD Mezclar y homogeneizar benceno

DATOS DE OPERACIÓN FLUIDO Benceno (99%) Ta DE TRABAJO (ºC) 54 Pº DE TRABAJO (bar) 1,75 DENSIDAD (kg/m3) 850,5 Ocupación (%) 83,4 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CAPACIDAD (m3) 3,7 DIAMETRO (m) 1,4 ALTURA (m) 2,4 GR. CILIND. (mm) 5 GR. FONDO (mm) 6 PESO VACIO (kg) 1410,4

PESO DE OPERACIÓN (kg) 13724,4

Ta DE DISEÑO (ºC) 74

Pº DE DISEÑO (BAR) 3

MATERIAL AISI 304

NORMA DE DISEÑO ATEX / APQ-1 / ASME

CARCASA Cilíndrica

FONDO SUPERIOR Toriesférico

FONDO INFERIOR Toriesférico

AGITADOR

TIPO Turbina SBR

POTENCIA (kW) 4,1

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE CONSTRUCCIÓN

MARCA DESCRIPCIÓN/CANTIDAD/MEDIDA RADIOGRAF. Parcial

A EFIC. SOLDADURA 0,85

(33)

P

2.32

HOJA 2 DE 2

MIXER PARA BENCENO Y BENCENO RECIRCULADO

Planta de Cumeno

DIAGRAMA DE CONSTRUCCIÓN ÍTEM M-201

Tarragona NYLON 66 A-200 0.4700m 0 .4 7 0 0 m 1.4000m 2 .0 0 0 0 m 0 .8 0 0 0 m 1.0000m

(34)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.33 HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE REACTOR ÍTEM R-201 AREA 200

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Reactor catalítico multitubular de lecho fijo R-201.

ACCESORIOS (1) Distribuidor de flujo

(2) Malla metálica de sujeción del catalizador en parte inferior de tubos

FINALIDAD Producir la reacción entre el benceno y el propileno (5% propano),

obteniendo cumeno y DIPB.

PRODUCTOS MANIPULADOS Carcasa: Aceite térmico (Therminol 66)

Tubos: Propileno (5% propano), benceno, cumeno y DIPB DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA

CAUDAL (Kg/h) 17016,00 17016,00 20810,00 20810,00

LÍQUIDO (Kg/h) 17016,00 17016,00 --- ---

VAPOR (Kg/h) --- --- 20810,00 20810,00

TEMPERATURA DE TRABAJO (ºC) 300,00 365,00 360,00 427,00

PRESIÓN DE TRABAJO (Bar) 1,00 1,00 25,00 25,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _660,54 _596,78 _32,94 _44,19

VISCOSIDAD (Cp) 0,36 0,26 0,02 0,02

CONDUCTIVIDAD (W/m·K) 0,10 0,08 0,05 0,05

CALOR ESPECIFICO (J/Kg·ºC) 2962,00 3204,00 2324,00 2553,00

CALOR INTERCAMBIADO (kW) 947,20 COEFICIENT GLOBAL (W/m2 _·ºC) _33,63

ÁREA DE INTERCAMBIO (m2₎ _556,80 _{TIEMPO DE RESIDENCIA (s)} _62,71

DATOS DEL CATALIZADOR

MATERIAL PBE-1 ZEOLITA ESTADO SÓLIDO

DIÁMETRO DE PARTÍCULA (mm) 3,0 ESFERICIDAD DE PARTÍCULA 1,0

DENSIDAD DEL SÓLIDO (kg/m3) 1600,0 DENSIDAD BULK (kg/m3) 1000,0

CAPACIDAD CALORÍFICA (J/kg·ºC) 2550,0 PESO ZEOLITA (Kg) 7519,74

DATOS DE CONSTRUCCIÓN

CARCASA TUBOS

DISPOSICIÓN VERTICAL VERTICAL

CAPACIDAD (m3₎ _27,19 _9,40

DIAMETRO (mm) 2224,09 86,37

LONGITUD (mm) 7121,00 6000,00

NÚMERO DE TUBOS --- 342,00

PESO VACIO (kg) 3758,91 19692,92

PESO DE OPERACIÓN (kg) 42339,03

TEMPERATURA DE DISEÑO (ºC) 404,44 465,56

PRESIÓN DE DISEÑO (Bar) 3,45 27,58

MATERIAL AISI-316 L AISI-316 L

NORMA DE DISEÑO APQ-1 / ASME / ATEX APQ-1 / ASME / ATEX

DETALLES DE CONSTRUCCIÓN

RADIOGRAF. Parcial y total GR. AISLAM. (pulg) 49

EFIC. SOLDADURA 0,85 GR. CARCASA (mm) 10

(35)

P

2.34

Vista exterior

Vista interior

HOJA 2 DE 2

REACTOR CATALÍTICO MULTITUBULAR Planta de

Cumeno

DIAGRAMA DE CONSTRUCCIÓN ÍTEM R-201

Tarragona NYLON 66

A-200

Accesorio 2: Malla metálica de sujeción del catalizador en parte inferior de tubos

Accesorio 1: Distribuidor de flujo

7 .1 2 1 0 m 2.2150m 6 .0 0 0 0 m Ø0.02m 0.002m

(36)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.35 HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE INTERCAMBIADOR DE CALOR ÍTEM E201 AREA 200

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Intercambiador de calor de carcasa y tubos E-301,

FINALIDAD Calentar el benzeno que proviene antes de mezclarlo con el propileno (5% propano).

PRODUCTOS MANIPULADOS Tubos: Benceno.

Carcasa: Aceite térmico (Therminol 66). DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

CAUDAL TOTAL (kg/h) 43.200,00 43.200,00 15.750,00 15.750,00

VAPOR (kg/h) --- --- --- 15.750,00

LÍQUIDO (kg/h) 43.200,00 43.200,00 15.750,00 ---

TEMPERATURA (ºC) 300,00 240,00 38,55 100,70

PESO MOLECULAR (Kg/Kmol) 260,30 260,30 77,60 77,60

DENSIDAD (Kg/m3₎ _660,54 _711,30 _850,50 _4,56

VISCOSIDAD (cP) 0,36 0,54 0,49 0,01

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 2.962,00 2.752,00 1.650,00 1.373,00

CONDUCTIVIDAD (W/m·ºC) 0,10 0,10 0,13 0,02

Nº DE PASOS 1 1

CALOR INTERCAMBIADO (kW) 2.121,00 ÁREA DE INTERCAMBIO (m2₎ _23,40

COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_·ºC) _508,00 _{∆Tml (ºC)} _178,00

CARCASA TUBOS

MATERIAL AISI 316L AISI 316L

DIÁMETRO (mm) 323,85 19,00

GROSOR (mm) 7,92 1,65

LONGITUD (mm) 4.612,00 3.657,60

PESO EQUIPO VACÍO (Kg) 275,00 347,80

PESO CON AGUA (Kg) 909,60

PESO EN OPERACIÓN (Kg) 800,47

AISLAMIENTO LANA DE ROCA (35,5")

TEMA Nº DE PANTALLAS 10 Nº DE TUBOS 109

Extremo frontal B TIPOS Baffle cut single DISPOSICIÓN Pitch triangular

Carcasa E GROSOR (mm) 36,94 ESPACIADO (mm) 23,81

(37)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO 2.36

Vista exterior

Vista interior

Tubos

HOJA 2 DE 2 INTERCAMBIADOR (TIPO BEM) Planta de Cumeno

DIAGRAMA DE CONSTRUCCIÓN ÍTEM: E-201

Tarragona NYLON 66 A-200 T2 S1 T1 S2 0.0191m 0.0238m 0.1240m 0.3350m 0.7320m 4.6120m 3.2700m 0.1900m 0.4640m 0 .3 6 5 0 m 0 .4 0 3 0 m 0 .3 6 7 1 m 0 .0 8 2 5 m 0 .0 8 2 5 m 109

(38)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.37 HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE INTERCAMBIADOR DE CALOR ÍTEM E-202 AREA 200

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Intercambiador de calor de carcasa y tubos E-202

FINALIDAD Precalentar la mezcla antes de entrar al reactor con mezcla que sale del reactor.

PRODUCTOS MANIPULADOS Tanto por carcasa como por tubos: Mezcla de benceno con propileno (5% propano) y mezcla de benceno con propileno (5% propano), cumeno y DIPB.

DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

CAUDAL TOTAL (kg/h) 20.810,00 20.810,00 20.810,00 20.810,00

VAPOR (kg/h) 20.810,00 20.810,00 20.810,00 20.810,00

LÍQUIDO (kg/h) --- --- --- ---

TEMPERATURA (ºC) 427,00 325,40 213,60 330,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _44,19 _58,20 _50,28 _35,07 VISCOSIDAD (cP) 0,02 0,02 0,01 0,02 CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 2.554,00 2.417,00 2.086,00 2.265,00 CONDUCTIVIDAD (W/m · ºC) 0,05 0,04 0,03 0,05 Nº DE PASOS 1 4 CALOR INTERCAMBIADO (kW) 1.354,50 ÁREA DE INTERCAMBIO (m2) 25,20 COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_·ºC) 693,40 ∆Tml (ºC) 79,58 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS TEMPERATURA DE DISEÑO (ºC) 465,56 365,56

DIÁMETRO (mm) 355,60 19,05

GROSOR (mm) 6,35 1,65

LONGITUD (mm) 3.823,00 3.096,00

PESO CON AGUA (Kg) 1.071,90

NORMA: TEMA Nº DE PANTALLAS 26 Nº DE TUBOS 136

Extremo frontal B TIPOS Baffle cut Single DISPOSICIÓN Pitch Triangular

(39)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

Tarragona NYLON 66 A-200 T2 S1 T1 S2 0.0191m 0.0238m 3.8230 0.1650m 0.1440m 0.2320m 2.7560m 0 .3 3 0 0 m 0 .3 6 8 0 m 0.6190m 1.8570m 0 .1 3 4 9 m 0 .1 3 4 9 m 36 36 38 26

(40)

P

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Intercambiador de calor de carcasa y tubos E-203.

FINALIDAD Calentar la mezcla antes de entrar al reactor para conseguir las condiciones de operación idoneas.

PRODUCTOS MANIPULADOS

Tubos: Mezcla de benceno con propileno (5% propano) y mezcla de benceno con propileno (5% propano), cumeno y DIPB.

Carcasa: Aceite térmico (Therminol 66) DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

CAUDAL TOTAL (kg/h) 17.016,00 17.016,00 20.810,00 20.810,00

VAPOR (kg/h) --- --- 20.810,00 20.810,00

LÍQUIDO (kg/h) 17.016,00 17.016,00 --- ---

TEMPERATURA (ºC) 365,00 339,85 330,00 360,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _596,78 _622,84 _35,07 _32,94

VISCOSIDAD (cP) 0,26 0,29 0,02 0,02

CONDUCTIVIDAD (W/m · ºC) 0,09 0,09 0,05 0,05

Nº DE PASOS 1 2

CALOR INTERCAMBIADO (kW) 375,00 ÁREA DE INTERCAMBIO (m2) 184,50

COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_{·ºC) 359,80} _{∆Tml (ºC)} _5,86

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 457,20 19,05

GROSOR (mm) 4,78 1,65

LONGITUD (mm) 4.089,00 3.096,00

PESO EN OPERACIÓN (Kg) 1.541,26

AISLAMIENTO LANA DE ROCA (49")

NORMA: TEMA Nº DE

PANTALLAS 18 Nº DE TUBOS 249

Extremo frontal B TIPOS Baffle cut single DISPOSICIÓN Pitch Tringular

(41)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

Tarragona NYLON 66 A-200 T2 S1 T1 S2 0.0191m 0.0238m 0 .1 6 0 2 m 4.0591m 0.3410m 0.2330m 0.2100m 0.6190m 1.8608m 2.6730m 0 .4 0 6 0 m 0 .4 4 4 0 m 0 .4 1 1 0 m 0 .1 8 0 9 m 120 129

(42)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.41

2.4.3 ÁREA 300: SEPARACIÓN

HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE INTERCAMBIADOR DE CALOR ÍTEM E-301 AREA 300

DATOS GENERALES

FINALIDAD Enfriar la mezcla a temperatura de operación de la columna flash.

PRODUCTOS MANIPULADOS Tubos: Mezcla del procseo.

Carcasa: Agua de refrigeración. DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

CAUDAL TOTAL (kg/h) 284.009,00 284.009,00 20.810,00 20.810,00

VAPOR (kg/h) --- --- 20.810,00 3.529,38

LÍQUIDO (kg/h) 284.009,00 284.009,00 --- 17.280,62

TEMPERATURA (ºC) 30,00 40,00 264,50 90,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _989,22 _979,46 _3,68 _31,26

VISCOSIDAD (cP) 0,82 0,67 0,01 ---

CONDUCTIVIDAD (W/m · ºC) 0,61 0,63 0,07 ---

Nº DE PASOS 1 6

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 508,00 19,05

GROSOR (mm) 4,78 1,65

LONGITUD (mm) 4.478,00 3.606,80

NORMA: TEMA Nº DE

(43)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

T1 S2 HOJA 2 DE 2 INTERCAMBIADOR (TIPO BEM) Planta de Cumeno

Tarragona NYLON 66 A-300 T2 S1 0 .1 7 1 4 m 0 .1 5 0 7 m 0.2820m 0.1540m 0.2480m 3.1050m 0.6890m 4.4780m 0.7210m 2.1650m 0 .4 5 7 0 m 0 .5 7 2 5 m 45 45 45 45 45 31 0.0191m 0.0238m

(44)

P

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Condensador de la columna de rectificación de benceno E-302. FINALIDAD Enfriar la mezcla que provienen de la columna C-302 para transformar

el vapor en líquido.

PRODUCTOS MANIPULADOS Carcasa: Propileno, propano, benceno y cumeno. Tubos: Agua de refrigeración.

DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

CAUDAL TOTAL (kg/h) 108.813,00 108.813,00 10.740,00 10.740,00

VAPOR (kg/h) --- --- 10.740,00 ---

LÍQUIDO (kg/h) 108.813,00 108.813,00 --- 10.740,00

TEMPERATURA (ºC) 30,00 40,00 102,20 54,50

DENSIDAD (Kg/m3₎ _989,22 _979,46 _4,50 _825,18

VISCOSIDAD (cP) 0,82 0,67 0,01 0,39

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 4.523,00 4.523,00 1,39 1,74

Nº DE PASOS 1 2

CALOR INTERCAMBIADO (kW) 1.366,80 ÁREA DE INTERCAMBIO (m2) 36,90

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 406,40 19,05

GROSOR (mm) 4,77 1,65

LONGITUD (mm) 4.491,00 3.486,20

NORMA: TEMA Nº DE

(45)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

Tarragona NYLON 66 A-300 T1 S2 T2 S1 0.2670m 4.4910m 0.6970m 2.0920m 0.3740m 0.1900m 3.0730m 0.0191m 0.0238m 93 84 0 .1 3 9 6 m 0 .1 1 9 0 m 0 .4 0 6 0 m 0 .4 4 4 0 m

(46)

P

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Condensador de la columna de rectificación de benceno E-303. FINALIDAD Enfriar la mezcla que provienen de la columna C-303 para

transformar el vapor en líquido.

PRODUCTOS MANIPULADOS Carcasa: Cumeno y DIPB.

Tubos: Agua de refrigeración. DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

CAUDAL TOTAL (kg/h) 134.636,00 134.636,00 20.010,00 20.010,00

VAPOR (kg/h) --- --- 20.010,00 ---

LÍQUIDO (kg/h) 134.636,00 134.636,00 --- 20.010,00

TEMPERATURA (ºC) 30,00 40,00 175,90 175,90

DENSIDAD (Kg/m3₎ _989,22 _979,46 _5,98 _719,01

VISCOSIDAD (cP) 0,82 0,67 0,01 0,17

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 4.523,00 4.523,00 1,88 2,35

Nº DE PASOS 1 1

COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_{·ºC) 1.354,40} _{∆Tml (ºC)} _135,71

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 273,05 19,05

GROSOR (mm) 3,41 1,65

LONGITUD (mm) 3.727,00 2.876,60

NORMA: TEMA Nº DE

(47)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

Tarragona NYLON 66 A-300 T1 S2 T2 S1 0.0191m 0.0238m 0.5750m 3.7727m 0.2890m 0.2160m 0.1900m 1.7270m 2.4890m 0.3330m 0 .3 1 4 0 m 0 .3 5 2 4 m 0 .0 6 1 9 m 0 .0 6 1 9 m 66

(48)

P

LANTA DE PRODUCCIÓN DE CUMENO EQUIPOS 2.47 HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE INTERCAMBIADOR DE CALOR ÍTEM E-304 ÁREA 300

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Kettle Reboiler de la columna de rectificación de benceno E-304. FINALIDAD Calentar la mezcla que proviene de la columna E-302 para transformar el

líquido en vapor.

PRODUCTOS MANIPULADOS Carcasa: Cumeno y DIPB.

Tubos: Aceite térmico (therminol 66) DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS ENTRADA SALIDA RETORNO COLUMNA

SALIDA ENTRADA SALIDA

CAUDAL TOTAL (kg/h) 33370,00 21980,00 11390,00 30000,00 30000,00

VAPOR (kg/h) --- 21980,00 --- --- ---

LÍQUIDO (kg/h) 33370,00 --- 11390,00 30000,00 30000,00

TEMPERATURA (ºC) 176,20 176,50 176,50 300,00 223,32

PRESIÓN DE TRABAJO (Bar) 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75

PESO MOLECULAR (Kg/Kmol) 120,59 120,40 120,95 252,00 252,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _718,91 _5,98 _718,82 _660,54 _724,43

VISCOSIDAD (cP) 0,17 0,01 0,17 0,36 0,62

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 2351,80 1881,10 2352,70 2962,00 2693,00

CONDUCTIVIDAD (W/m · ºC) 0,10 0,02 0,10 0,10 0,11

Nº DE PASOS 1 4

CALOR INTERCAMBIADO (kW) 1806,80 ÁREA DE INTERCAMBIO (m2) 36,30

COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_·ºC) 631,10 ∆Tml (ºC) 80,83 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS TEMPERATURA DE DISEÑO (ºC) 215,00 335,00

DIÁMETRO (mm) 909,00 19,05

GROSOR (mm) 7,26 1,65

LONGITUD (mm) 3.774,00 2.500,00

Nº DE TUBOS --- 228

TEMA RELACIÓN DE CONEXIONES

Extremo frontal A MARCA DESCRIPCIÓN CANTIDAD MEDIDA

Carcasa K A

(49)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

HOJA 2 DE 2 INTERCAMBIADOR (TIPO AKU) Planta de Cumeno

Tarragona NYLON 66 A-300 T1 S3 T2 S2 0.0191m 0.0238m S1 0 .2 0 1 4 5 0 .2 0 1 4 5 0.1560m 1.2660m 0.7850m 0.9200m 3.774 69.9289m 0.7310m 0 .6 0 4 0 m 0 .6 0 0 4 m 0 .3 7 9 0 m 0 .6 4 1 0 m 57 57 57 57

(50)

P

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Kettle Reboiler de la columna de rectificación de benceno E-304.

FINALIDAD Calentar la mezcla que proviene de la columna E-303 para transformar el líquido en vapor.

PRODUCTOS MANIPULADOS Carcasa: Cumeno y DIPB

Tubos: Aceite térmico (Therminol 66). DATOS DE OPERACIÓN

CARCASA TUBOS

ENTRADA SALIDA RETORNO

COLUMNA SALIDA ENTRADA SALIDA

CAUDAL TOTAL (kg/h) 24700,00 24430,00 271,50 44703,00 44703,00

VAPOR (kg/h) --- --- 271,50 --- ---

LÍQUIDO (kg/h) 24700,00 24430,00 --- 44703,00 44703,00

TEMPERATURA (ºC) 234,80 234,90 234,90 300,00 250,00

PRESIÓN DE TRABAJO (Bar) 1,75 1,75 1,75 1,75 1,75

PESO MOLECULAR (Kg/Kmol) 162,21 162,21 162,25 252,00 252,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _678,59 _7,23 _678,51 _660,54 _703,25

VISCOSIDAD (cP) 0,13 0,01 0,13 0,36 0,50

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 2566,80 2176,70 2567,20 2962,00 2787,00

CONDUCTIVIDAD (W/m·ºC) 0,10 0,02 0,10 0,10 0,10

Nº DE PASOS 1 6

CALOR INTERCAMBIADO (kW) 1784,70 ÁREA DE INTERCAMBIO (m2₎ _80,40

COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_·ºC)_600,60 _{∆Tml (ºC)} _41,05

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 1.270,00 19,05

GROSOR (mm) 8,35 1,65

LONGITUD (mm) 4.113,00 2.550,00

PESO EQUIPO VACÍO (Kg) 1.388,90 1.099,60

Nº DE TUBOS --- 486

TEMA RELACIÓN DE CONEXIONES

Extremo frontal A MARCA DESCRIPCIÓN CANTIDAD MEDIDA

Carcasa K A

(51)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

HOJA 2 DE 2 INTERCAMBIADOR (TIPO AKU) Planta de Cumeno

Tarragona NYLON 66 A-300 S3 T1 T2 _S2 0.0191m 0.0238m S1 0.2350m 0.1900m 0.7740 2.0960m 1.0750m 1.2950m 0.8300m 4.1130 0 .2 9 2 7 0 .2 9 2 7 76 76 80 80 87 87 0 .7 8 5 0 m 0 .8 2 2 0 m 0 .7 8 5 0 m 0 .4 6 8 0 m

(52)

P

2.51

HOJA 1 DE 2 HOJA DE ESPECIFICACIÓN

DE INTERCAMBIADOR DE CALOR

ÍTEM E-306

AREA 300

DATOS GENERALES

FINALIDAD Enfriar el cumeno (producto final) para poder almacenarlo.

PRODUCTOS MANIPULADOS Tubos: Cumeno.

CARCASA TUBOS

ENTRADA SORTIDA ENTRADA SORTIDA

CAUDAL TOTAL (kg/h) 55.703,00 55.703,00 11.120,00 11.120,00

VAPOR (kg/h) --- --- --- ---

LÍQUIDO (kg/h) 55.703,00 55.703,00 11.120,00 11.120,00

TEMPERATURA (ºC) 15,00 30,00 175,90 25,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _1.003,65 _989,22 _719,00 _858,10

VISCOSIDAD (cP) 1,15 0,82 0,17 0,74

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 4,53 4,52 2,35 1,71

CONDUCTIVIDAD (W/m·ºC) 0,59 0,61 0,10 0,14

Nº DE PASOS 1 1

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 273,05 19,05

GROSOR (mm) 3,41 1,65

LONGITUD (mm) 4.788,00 4.096,00

AISLAMIENTO NO

TEMA Nº DE

Extremo frontal B TIPOS Baffle

cut single DISPOSICIÓN Pitch Triangular Carcasa E GROSOR (mm) 42,25 ESPACIADO (mm) 23,81 Extremo posterior M

(53)

P

Vista exterior

Vista interior

Tubos

Tarragona NYLON 66 A-300 T1 S2 T2 S1 0.0191m 0.0238m 4.7849m 0.2090m 0.1370m 0.8190m 2.4570m 0.1900m 3.7080m 0.3330m 0 .0 6 1 9 m 0 .0 6 1 9 m 66 0 .3 1 4 0 m 0 .3 5 4 0 m

(54)

P

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN Intercambiador de calor de carcasa y tubos E-307.

FINALIDAD Enfriar el DIPB (producto final) para poder almacenarlo.

PRODUCTOS MANIPULADOS Tubos: DIPB.

CARCASA TUBOS

ENTRADA SORTIDA ENTRADA SORTIDA

CAUDAL TOTAL (kg/h) 110.567,00 110.567,00 11.120,00 11.120,00

VAPOR (kg/h) --- --- --- ---

LÍQUIDO (kg/h) 110.567,00 110.567,00 11.120,00 11.120,00

TEMPERATURA (ºC) 15,00 30,00 234,90 25,00

DENSIDAD (Kg/m3₎ _1.003,65 _989,22 _678,50 _852,90

VISCOSIDAD (cP) 1,15 0,82 0,13 0,79

CALOR ESPECÍFICO (J/Kgºc) 4,53 4,52 2,57 1,71

Nº DE PASOS 1 4

COEFICIENTE GLOBAL (W/m2_·ºC) _350,00 ∆Tml (ºC) _91,65

CARCASA TUBOS

DIÁMETRO (mm) 406,40 19,05

GROSOR (mm) 4,77 1,65

LONGITUD (mm) 4.608,00 3.879,80

AISLAMIENTO NO

NORMA: TEMA Nº DE PANTALLAS 6 Nº DE TUBOS 150

Extremo frontal B TIPOS Baffle cut single DISPOSICIÓN Pitch Triangular