UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Facultad De Ingeniería Química
PRODUCCION DEL FORMALDEHIDO 1) Diagrama de flujo de la producción del formaldehido a partir del metanol
2) Descripción del proceso 3) Cuadro del balance de materia de dicho proceso
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4) Características de los equipos
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5) Calculo de los costos Para el cálculo de los costos se tomara en cuenta costo de los equipos, costos de los servicios (agua, energía eléctrica), costos de tratamientos de efluentes y de la materia prima; pues para ello se tomaran en cuenta las características de cada equipo como se mostro anteriormente, para poder calcular al final los costos de manufactura con el cual se podar hallar el costo de formaldehido por kilogramo al final de la producción.
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Facultad De Ingeniería Química Costos de la Inversión Fija (Equipos)
Costo de bombas Equipos Potencia (MJ/h) Potencia (KW) Costo(unid) P-801A/B 1 0,2778 377,415 P-802A/B* 1 0,2778 377,415 P-803A/B 1,52 0,4222 446,228
Costo($) 754,831 754,831 892,456 2402,118
Por ejemplo para P-801A/B (
)
(
)
Costo de Intercambiadores de calor Equipos Área (m2) Costo($) E-801 405 47230,251 E-802 4,62 3225,020 E-803 28,16 7631,621 E-804 37,3 11292,043 E-805 269 29558,922 E-806 41 9561,093 108498,951 Por ejemplo para E-801 ( ) ( ) Tener en cuenta que los datos que están de color negro son evaporadores a los cuales se les adiciona un 25% al calcular el costo. Costo del compresor Equipo Potencia(MJ/h) Potencia (KW) Costo($) C-801 658 182,778 123374,922 Costo del reactor ($) 1000000 Por ejemplo para C-801 (
)
( ) ( Como se dijo en clase el costo del reactor será $1 millón.
(
) )
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Facultad De Ingeniería Química Costo de Torres y Vessel Equipo
D (m)
L (m)
Presión (Kpa)
Presión (bar)
z
Costo ($)
T-801
0.86
10
300
3
4.242
31543.781
T-802
2.5
19
200
2
4.821
115088.410
N° de platos
Diámetro (m)
Costo unidad
trays
18
2.5
621.375
19262.625
V801**
1.3
3.962
16239.528
6723.955383
6723.955
3.9
250
2.5
packing
188858.299
Por ejemplo para T-802 (
) ( )
( )
Como L/D =7.6 entonces se puede calcular z. (
)
(
)
( ) En el caso del costo de platos para esta torre se calcula de la siguiente manera:
Pero como se esta trabajando con 18 platos entonces el costo se tendrá que multiplicar por 18 y el resultado será $11184.750. Entonces el costo fijo total será: Costo fijo
1423134.289
Nota: En el PFD que se tiene arriba nos muestra que hay 3 bombas y un tanque de los cuales solo se tiene características de 2 bombas, pues para completar con los cálculos se considero la segunda bomba que opera a las mismas condiciones de la primera y los datos para el tanque se tomo como referencia de otro PFD.
Costos de operación En nuestro trabajo se tomara en cuenta el 10% del costo fijo por lo cual: Costo de operación 142313.4289
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Costos de los servicios Los servicios serán la cantidad de agua que se gasto en los intercambiadores de calor, la energía que requieren las bombas y la presión y agua que requiere el reactor. Costo de agua que se utiliza Equipos Potencia (MJ/h) Potencia (GJ/h) Costo ($/GJ) Factor Costo total ($) E-801 4111 4,111 8,22 0,92 272339,871 E-802 76,75 0,0768 9,83 0,92 6080,284 E-803 983,23 0,9832 0,354 0,92 2805,113 E-804 37,755 0,0378 8,22 0,92 2501,141 E-805 32,456 0,0325 0,354 0,92 92,596 E-806 1169,7 1,1697 0,354 0,92 3337,104 287156,108 Por ejemplo para E-801, E-802
Equipos P-801A/B P-802A/B* P-803A/B
Potencia (MJ/h) 1 1 1,52
Costo de energíaeléctrica Potencia Eficiencia Factor (KW) 0,2778 0,8 0,92 0,2778 0,8 0,92 0,4222 0,75 0,92
Costo ($/KWh) 0,06 0,06 0,06
Costo total ($/año) 167,9 167,9 272,222 608,022
Por ejemplo para P-801A/B
Costo de servicios que requiere el reactor Equipos Flujo (Kg/h) Factor Costo ($/Kg) Costo total ($) R-801 3723 0,92 0,00245 73510,784 Potencia (MJ/h) Potencia (GJ) Factor Costo ($/GJ) Costo total ($) 8928 8,928 0,92 8,22 591449,859 664960,643
Por ejemplo para R-801 (bfw)
Por lo tanto al sumar todos los servicios se tendrá el valor de: Costo servicios 952724,773 Industria De Los Procesos Químicos Inorgánicos
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Facultad De Ingeniería Química Costos de materia prima Materia Prima Corriente Flujo (Kg/h) Costo ($/Kg) Factor Costo ($/año) Agua des ionizada 11 2576,15 0,001 0,92 20761,708 Metanol 2 2464,75 0,64 0,92 12712904,448 Aire 1 4210,54 0 0,92 0,000 12733666,156 Por ejemplo para agua des ionizada
Costos de tratamiento de efluentes Efluentes Corriente Flujo (Kg/h) Costo ($/Kg) Factor Costo ($/año) Agua residual 14 655,56 0,056 0,92 399,525
Por ejemplo para agua residual, pero en este caso se tendrá una mezcla de metanol con agua el cual tendrá una densidad de 740.54Kg/m3
Por último como ya se tienen los valores de los costos para la producción del formaldehido se puede calcular el costo de manufactura total. ( (
) (
(
) ) )
Para calcular el costo de formaldehido por kilogramo tenemos que saber cuanto se va a producir en dicho proceso.
Realizando los cálculos tendremos finalmente:
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