Comp 3 Reglas Heuristicas, Servicios Aux y Técnicas de Sep.

 

 

“2020 Año de Laura Méndez de Cuenca; emblema de la mujer mexiquense” 

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE COACALCO

SINTESIS Y OPTIMIZACION DE PROCESOS 8711

INGENIERIA QUIMICA

➢ HERNANDEZ JIMENEZ CESAR IVAN ➢ HUITRON HERNANDEZ LIZBETH ➢ HEREDIA CAMARGO SILVIA ➢ DOMINGUEZ VARGAS KAREN YAEL

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SINTESIS Y OPTIMIZACION DE PROCESOS COMPETENCIA 3 REGLAS HEURISTICAS

¿Cuáles son los servicios en una planta química “servicios auxiliares”? Refrigeración, agua, vapor, combustibles, aire, gas desfogue, almacenamiento y tratamiento de efluentes. 

inerte,

1. Calderas de vapor 2. Generadores de agua caliente 3. Agua sobrecalentada 4. Calefactores de aceite térmico 5. Calefactores de aire ¿Como debe aplicar los servicios auxiliares en una planta química? Capaz de seleccionar, especificar y diseñar los equipos y sistemas de manejo de combustibles, tratamiento de aguas, generación y distribución de vapor, conversión de energía y producción de refrigeración.  ¿QUE SON LAS REGLAS HEURISTICAS? Los Heurísticos son reglas que facilitan la selección y posicionamiento de operaciones unitarias en los Diagramas Proceso •

 

 

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Son reglas empíricas y útiles pero deben ser validadas por simulación por ejemplo. También existen los métodos Algorítmicos

DESCRIBA LOS NIVELES DE LAS REGLAS HEURISTICAS (Samuel Kazes Gómez, JAVIer Fernando de la Cruz Morales; APLICACIÓN DE REGLAS HEURÍSTICAS EN LA SÍNTESIS DE PROCESOS; Version final nov 2008)    Nivel 1. Discontinuo vs. Continuo.  Se opta por un proceso discontinuo cuando:    El proceso debe operar en pocos meses.     El producto a obtener sólo requiere de unos cuantos días de operación de la planta por año.  •

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Hay poca información para el diseño y el proceso es bastante sensible a variaciones.    El producto es de vida corta.     El valor del producto es considerablemente mayor al costo de manufactura.     Nivel 2. Estructura de entradas y salidas. Se consideran el número de corrientes, materias primas y productos, y su interrelación global. También se tienen en cuenta los subproductos e inertes (la forma en que intervienen y el modo de recuperación o de eliminación).      Nivel 3. Estructura de recirculados. La recuperación y/o eliminación de componentes lleva a considerar la existencia de corrientes de “recirculación” y de “purga”.    

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 Nivel 4. Especificación del sistema de Separación. Generalmente las materias primas se recirculan

al equipo en operación, los productos se recuperan y los subproductos se eliminan o recuperan en función de su cantidad e importancia. La selección de equipamiento implica la realización de evaluaciones económicas y de un buen conocimiento de la heurística del proceso.     Subnivel 4A. Sistema de recuperación de vapor.    Subnivel 4B. Sistema de recuperación de líquidos.     Nivel 5. Red de intercambio calórico. Se busca optimizar el número de intercambiadores de calor y de servicios (fuentes de “frío” y de “calor”) [2, 4, 7].   •

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Las reglas heurísticas

son

a) Leyes.   Seleccionar un conjunto apropiado unitarias y sus interconexiones. 

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de

operaciones

  Seleccionar la clase de equipos adecuados para llevar a cabo las operaciones unitarias. 

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  Escoger las mejores dimensiones operación de los equipos. 

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y

condiciones

de

b) Rutas del proceso: La primera etapa de diseño (diseño conceptual) de un proceso nuevo y/o la modificación sustancial de un proceso conocido (proceso modificado), implica la evaluación técnica y económica de aquellas alternativas que parezcan más viables (viabilidad juzgada con criterios generalmente heurísticos). 3

 

 

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c) Recomendaciones •

  Seguridad 

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  Impacto ambiental positivo 

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  Flexibilidad    Controlabilidad 

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  Predecibilidad 

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  Mantenimiento fácil 

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  Rentabilidad 

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  Fiabilidad 

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DESCRIBA LAS REGLAS HEURISTICAS Y SUS BASES DE ACUERDO A LAS Separaciones mecánicas Separaciones basadas en la velocidad Separaciones basadas en el equilibrio SEPARACIONES MECANICAS

La colección de operaciones unitarias posibles para un determinado objetivo, al igual que el conjunto de conexiones viables entre ellas, son finitos. El diseñador debe definir a priori criterios de ponderación de manera tal que el proceso tenga, entre otras, las siguientes características: Seguridad   Impacto ambiental positivo   Flexibilidad Controlabilidad     Predecibilidad   Mantenimiento fácil Rentabilidad     Fiabilidad La asignación de pesos a cada característica es función del objetivo principal, de la heurística y de la intuición ingenieril.  

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Para proponer la secuencia de separación en las mezclas se usan reglas heurísticas como las siguientes: 1.

Remover el componente más volátil primero

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Remover el componente más abundante primero,

3.

Realizar las separaciones difíciles al final

4.

Favorecer las separaciones equimolares primero.

Estas reglas se pueden aplicar repetidas veces y en cualquier orden, para proponer cortes tajantes. Otras reglas que se deben observar siempre y tienen prioridad ante las mencionadas son: Evitar las destilaciones a vació o que usen refrigeración y otra regla indica que se deben remover los componentes corrosivos primero. Estas reglas resultan obvias si consideramos que los equipos para destilaciones a vacío o que manejen materiales corrosivos se construirán de aceros especiales los cuales resultan más costosos que los aceros al carbón para materiales no corrosivos. SEPARACIONES BASADAS EN LA VELOCIDAD

El diseño de PM es usado en general para realizar mejoras en la eficiencia, medida a través de los consumos de materiales y de energía. Los procesos modificados se justifican para:

 

Procesar materias primas nuevas. Suprimir “embotellamientos del sistema”. Producir compuestos nuevos y más valiosos.

 

Mejorar

 

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la

flexibilidad,

seguridad,

controlabilidad

y

operabilidad del proceso. Mejorar la calidad (pureza) del producto. Reducir costos de energía.     Incrementar la eficiencia de transformación de materias primas.   Implementar nuevas tecnologías.   Facilitar el mantenimiento.   Reducir el impacto ambiental. Particularizando, puede decirse que entre los casos más comunes de diseño de PM, se tienen:  

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Cambios en las condiciones de operación de procesos continuos ó de secuenciación de procesos por lotes.

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Mejora en la recuperación de calor por rediseño de las redes térmicas. Modificaciones en el equipo existente (modificaciones internas y/o externas de los mismos). Compra de equipos nuevos para sustituir los menos eficientes.

SEPARACIONES BASADAS EN EL EQUILIBRO

La adopción de sistemas de producción tipo just-in-time (JIT) en la manufactura y en particular en la industria de la confección ha modificado las convencionales líneas de producción a líneas conformadas en "U", las cuales no pueden ser equilibradas mediante el tradicional enfoque de agrupar las tareas dentro de estaciones de trabajo a través de un grafo de precedencia. Esto se debe a que los trabajadores pueden operar en cualquier lado de la línea, ya que normalmente tiene un layout tipo "U", es decir, un trabajador puede hacerse cargo de las tareas iniciales o finales del proceso productivo, no respetando las restricciones de precedencia de las tareas. El problema simple de equilibrado de líneas en "U" (U -line assembly line balancing problem (UALBP)) fue modelado por primera vez por Miltenburg y Wijngaard (1.994), definiéndolo como una minimización del número de estaciones de trabajo (N) para un tiempo de ciclo dado (C), bajo las siguientes consideraciones: Dado un conjunto de tareas F= {k/k = 1,2,....., n}, un conjunto de restricciones precedentes P = {(x,y)/ la tarea x puede ser completada antes de la tarea y}, un conjunto de tiempos de ejecución de la tarea T = {t(k) / k = 1,2,...,n}, y un tiempo de ciclo C, encontrar una colección de subconjuntos de F, (S1,S2,...,Sn), donde Si = {k/ tarea k es hecha en la estación i}.

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Cual o cuales sería las Técnicas de separación

Elaboren DFP con su explicación

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