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Formulacion y Evaluacion de Proyectos
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DISEÑO Y EVALUACIÓN DE PROCESOS PROBLEMAS DE ECONOMÍA DE PROCESOS Luis Felipe Miranda Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa
1. Un vaporizador se alimenta con una mezcla líquida de hexano (70 %) y aceite de girasol (30%) a un flujo flujo másico de 10000 kg/h. Del vaporizador se obtendrá obtendrá una corriente en fase vapor de flujo V y composiciones y 1 para el hexano (95 %) y y 2 para el aceite (5 (5 %). También se extraerá extraerá una corriente corriente en fase líquida de flujo L y composiciones x 1 (hexano) y se x 2(aceite). Si se sabe que el equilibrio de fases puede correlacionar por la ecuación K=y 1 /x 1. F Considerando que el equipo opera en estado estacionario, formule: a. Un balance de masa global tomando en cuenta las corrientes de alimentación, L líquida y vapor de salida. b. Un balance para el hexano en el vaporizador c. Un balance para el aceite en el dispositivo d. Un balance calórico, en función de las entalpías de cada una de las corrientes P = 1 atm
T= 298°K
F
V
̇
=
̇ 10000 /ℎ
Hexano( C6H14) 298%°K) Aceite de girasol 30%
Hexano( C6H14): <95%(342°K) Aceite de girasol: < 5%
BALANCE CALÓRICO, EN FUNCIÓN DE LAS ENTALPÍAS DE CADA UNA DE LAS CORRIENTES Composición del aceite de girasol normal tiene un alto contenido de acido linoleico y lo tomaremos como tal
ESPECIES
Ac.linoleico
̂
n entrada 100 moles Kg
0 3065 KJ/Kg
n salida 100 moles Kg
̂
19.36 KJ/mol 640.1 KJ/Kg
PM del ac.linoleico = 280.44 g/mol PM del Hexano = 86.17 gr/mol
= 0 ̂ = ∫ Hentalpia de salida En el vapor …………………….
̂ ∫
De tablas (felder tabla B2 para sacar las capacidades caloríficas) En KJ/mol Compuesto Hexano (g)
(KJ/mol) 216.3
(KJ/mol) (KJ/mol) (KJ/mol) 0
0
0
2. Estime el costo del vaporizador del problema anterior. Se tiene como referencia el precio de un vaporizador del año 96 de acero comercial de 7000 kg/h. El vaporizador operará a 10000 kg/h, y se construirá de acero inoxidable 304. El factor del material es de 1,75. La relación de índices de costos del año 2005 respecto al del año 96 es de 1, 57.
Suponiendo el precio en el año 1996 $ 85 000 Reemplazando en la formula y asumienod que el valor de N=0.06
10000 85000 ( 7000 ) 157 13633667 3. Si se disponen de los siguientes costos de equipo en el año de 1995 para una planta de 700 kg/hora de producto. Los costos disponibles son puestos en puerto Alemán. Los costos dados en miles de dólares son: reactor, 9; intercambiador de calor, 4; extractor, 6; decantador, 1.5. En el proceso se requieren 2 reactores en paralelo y tres etapas de extracción/decantación en serie. El índice de costos se estima por la ecuación Índice = 8,63 * Año – 16835. e. Calcular los costos FOB actuales para una planta de 900 kg/año. f. Estimar los costos actuales puestos los equipos en puerto Peruano. g. Aproximar los costos de instalación de los equipos. h. Determinar cuál sería el KIF para esta planta SOLUCIÓN: COSTO UNITARIO DEL EQUIPO EQUIPO COSTO EN MILES DE DÓLARES Reactor 9 Intercambiador de calor 4 Extractor 6 Decantador 1.5
Índice = 8.63 (año) – 16835
ÍNDICE 1995 2014
AÑO 381.85 545.82
a. Calcular los costos FOB actuales para una planta de 900 kg/año.
900 / ℎ Asumiendo N = 0.6 y reemplazando los datos en la primera ecuación:
COSTO UNITARIO DEL EQUIPO 2014 EQUIPO COSTO EN MILES DE DÓLARES Reactor 14.95 Intercambiador de calor 3.25 Extractor 4.88 Decantador 1.22 b. Estimar los costos actuales puestos los equipos en puerto Peruano CIF = 1.7xFOB según superintendencia nacional ADUANAS
COSTO UNITARIO DEL EQUIPO SEGÚN CIF 2014 EQUIPO COSTO EN MILES DE DÓLARES Reactor 25.415 Intercambiador de calor 5.525 Extractor 8.296 Decantador 2.074
c. Aproximar los costos de instalación de los equipos Haciendo uso de la tabla 4.5 de teoría (asumimos el proceso sólido-líquido):
039 COSTO UNITARIO DEL EQUIPO EQUIPO COSTO EN MILES DE DÓLARES Reactor 9.91 Intercambiador de calor 2.15 Extractor 3.24 Decantador 0.81
d. Determinar cuál sería el KIF para esta planta Haciendo uso de la tabla 4.5 (proceso sólido-líquido)
413 EQUIPO Reactor Intercambiador de calor Extractor Decantador
COSTO TOTAL DE LOS EQUIPOS COSTO UNITARIO CANTIDAD 25.415 2 5.525 2 8.296 3 2.074 3
COSTO TOTAL POR EQUIPO 50.83 11.05 24.89 6.22 Total = 92.99
9299 413 38405 En la respuesta obtenida se asume el costo de los equipos en puerto peruano.
4. Estime el capital invertido fijo en una planta productora de colorantes naturales que producirá 100 TM anuales. El costo de los equipos de una planta semejante, pero de 140 TM anuales, en el año 1999 fue de 85 mil dólares. Realice todas las suposiciones necesarias.
