Informe Final
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Estimacin de la inversin fija
Planta: Proyecto B01 (Planta de produccin dimetil terReferencias: Apndice B Del libro Analysis, Synthesis and Design of Chemical ProcessesFecha: Febrero 09/02/2016Equipo: Paolo Minaya Ccaihuare (coordinador) Diego Martnez Meza Guissepe Nuez Aguilar Carlos ngeles Orihuela
1. Objetivos:Estimar la inversin fija (Grassroot cost) de la referencia de la planta B01 a nivel preliminar usando la ingeniera conceptual.2. Cuadros sobre caudal de entrada
Feed modular (Kmol)2000000
Outled 50000
Outled (Kmol)1000000
Feed real (Kmol)2000000
Relacin1
3. Descripcin del procesoUn diagrama de flujo preliminar para el proceso del DME es mostrado en la figura B.1.1, en el cual 50000 toneladas mtricas anuales de un producto de DME al 99.5% en peso de pureza es producido. Debido a la simplicidad del proceso, un factor de operacin mayor que 0.95 (8375 h/ao) es usado.Metanol (corriente 1), es combinado con el reactante reciclado (corriente 14) y vaporizado antes de ser enviado a un reactor de lecho fijo operando entre 2500C y 3700C. La conversin de un paso del metanol en el reactor es del 80%. El efluente del reactor, corriente 7, es enfriado previo a ser enviado a la primera de las 2 columnas de destilacin: T-201 y T-202. El producto de DME se extrae por la parte superior de la primera columna. La segunda columna separa el agua del metanol no usado. Este metanol es reciclado al final del proceso, y el agua es enviada a un tratamiento de aguas residuales para remover las trazas de compuestos orgnicos.Resmenes de las corrientes, las utilidades, y de los equipos son presentados en las tablas B.1.1-B.1.3
4. Desarrollo de clculos a la IFCALCULO DEL COSTO PREELIMINAR PARA EL INTERCAMBIADOR E-201 Clculo del CpoPara hallarlo usamos la ecuacin:logCpo=K1+K2*logA+K3*(logA)2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.1 y tenemos las siguientes constantes:K14.8306
K2-0.8509
K30.3187
Y siendo que A=99.4 m2, obtenemos:Cpo= $ 25264
Clculo del FpPara hallarlo usamos la ecuacin:logFp=C1+C2*logP+C3*(logP)2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.2C10.03881
C2-0.11272
C30.08183
Y siendo que P=15 bar, obtenemos:Fp=1.046
Clculo del CBMPara hallarlo usamos la ecuacin:CBM=Cpo*FBM=Cpo*(B1+B2*FM*Fp)Tomamos datos del apndice de la tabla A.4 y tenemos las siguientes constantes:B11.63
B21.66
De la figura A.19, tenemos que: FM=1Usando adems los valores ya obtenidos del Cpo y el Fp , obtenemos:CBM= $ 85036Este valor de CBM es considerando del 2001, tendremos que pasarlo al 2015 con la siguiente ecuacin:CBM(2015)= CBM(2001)*I2015/I2001
Teniendo el valor de I2015= 573.1 y I2001= 394.3:CBM(2015)= $ 123596
Tablas de datos de IntercambiadoresDel mismo modo calculamos el costo preliminar de los otros intercambiadores, los datos y resultados se encuentran en las siguientes tablas:
E-201E-202
Floating HeadFloating Head
Carbon steelCarbon steel
Shell and tube designShell and tube design
A(m2)99.4A(m2)171
P(bar)15P(bar)15
Cp ($)25392Cp ($)33088
Fp1.046Fp1.046
CBM(2001) ($)85036CBM(2001) ($)111372
CBM(2015) ($)123596CBM(2015) ($)161875
Cgr207641Cgr271949
E-203E-204
Floating HeadFloating Head
Carbon steelCarbon steel
Shell and tube designShell and tube design
A(m2)101.8A(m2)22
P(bar)14P(bar)11
Cp ($)25521Cp ($)18309
Fp1.040Fp1.024
CBM(2001) ($)85668CBM(2001) ($)60956
CBM(2015) ($)124515CBM(2015) ($)88597
Cgr209185Cgr148844
E-205E-206
Floating HeadFloating Head
Carbon steelCarbon steel
Shell and tube designShell and tube design
A(m2)100.6A(m2)83
P(bar)10P(bar)11
Cp ($)25392Cp ($)23517
Fp1.018Fp1.024
CBM(2001) ($)84317CBM(2001) ($)78296
CBM(2015) ($)122551CBM(2015) ($)113801
E-207E-208
Floating HeadFloating Head
Carbon steelCarbon steel
Shell and tube designShell and tube design
A(m2)22.7A(m2)22.8
P(bar)7P(bar)8
Cp ($)18314Cp ($)18315
Fp1.005Fp1.009
CBM(2001) ($)60393CBM(2001) ($)60521
CBM(2015) ($)87779CBM(2015) ($)87965
CALCULO DEL COSTO PREELIMINAR PARA LA BOMBA P-201 A/B Clculo del CpoPara hallarlo usamos la ecuacin:logCpo=K1+K2*log(Pot)+K3*(log(Pot))2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.1 y tenemos las siguientes constantes:K13.8696
K20.3161
K30.1220
Y siendo que Pot=7.2 Kw, obtenemos:Cpo= $ 16993
Clculo del FpPara hallarlo usamos la ecuacin:logFp=C1+C2*logP+C3*(logP)2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.2C1-0.245382
C20.259016
C3-0.01363
Y siendo que P=15.5 bar, obtenemos:Fp=1.106 Clculo del CBMPara hallarlo usamos la ecuacin:CBM=Cpo*FBM=Cpo*(B1+B2*FM*Fp)Tomamos datos del apndice de la tabla A.4 y tenemos las siguientes constantes:B11.89
B21.35
De la figura A.19, tenemos que: FM=1.4Usando adems los valores ya obtenidos del Cpo y el Fp , obtenemos:CBM= $ 67628Este valor de CBM es considerando del 2001, tendremos que pasarlo al 2015 con la siguiente ecuacin:CBM(2015)= CBM(2001)*I2015/I2001
Teniendo el valor de I2015= 573.1 y I2001= 394.3:CBM(2015)= $ 138
CALCULO DEL COSTO PREELIMINAR PARA LA BOMBA P-202 A/B Clculo del CpoPara hallarlo usamos la ecuacin:logCpo=K1+K2*log(Pot)+K3*(log(Pot))2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.1 y tenemos las siguientes constantes:K13.3892
K20.0536
K30.1538
Y siendo que Pot=1.0 Kw, obtenemos:Cpo= $ 2450
Clculo del FpPara hallarlo usamos la ecuacin:logFp=C1+C2*logP+C3*(logP)2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.2C1-0.3935
C20.3957
C3-0.00226
Y siendo que P=11.4 bar, obtenemos:Fp=1.052 Clculo del CBMPara hallarlo usamos la ecuacin:CBM=Cpo*FBM=Cpo*(B1+B2*FM*Fp)Tomamos datos del apndice de la tabla A.4 y tenemos las siguientes constantes:B11.89
B21.35
De la figura A.19, tenemos que: FM=1.6Usando adems los valores ya obtenidos del Cpo y el Fp , obtenemos:CBM= $ 10201Este valor de CBM es considerando del 2001, tendremos que pasarlo al 2015 con la siguiente ecuacin:CBM(2015)= CBM(2001)*I2015/I2001
Teniendo el valor de I2015= 573.1 y I2001= 394.3:CBM(2015)= $ 14826
Tablas de datos de Bombas
P-201 A/BP-202 A/B
ReciprocatingCentrifugal
Carbon steelCarbon steel
Electric driveElectric drive
Pot(Kw)7.2Pot(Kw)1
P(bar)15.5P(bar)11.4
Cp ($)16993Cp ($)2450
Fp1.106Fp1.052
CBM(2001) ($)67628CBM(2001) ($)10201
CBM(2015) ($)98294CBM(2015) ($)14826
P-203 A/B
Centrifugal
Carbon steel
Electric drive
Pot(Kw)5.2
P(bar)16
Cp ($)3209
Fp1.201
CBM(2001) ($)14394
CBM(2015) ($)20922
CALCULO DEL COSTO PREELIMINAR PARA EL REACTOR R-201
Altura = 10 mDimetro = 0.72 mVolumen = 4.07 m3Presin = 14.7 bar
De la figura A.7 para Vessel vertical:
Para: V = 4.07 m3 Cpo/V = 3000 $/m3
Cpo = 3000 $/m3 x 4.07m3 = $ 12210
Fp = = = 1.567
De la tabla A.3: Nmero de identificacin = 18
En la figura A.8: FM = 1
De la tabla A.4: B1 = 2.25 B2 = 1.82
CBM (2001)= Cpo( B1 + B2xFpxFM ) = $ 12210x(2.25+1.82x1.567x1) = $ 62301CBM (2015) = $ 62301x(573.1/394.3) = $ 90552
Tablas de datos de Reactor R-201
Packed-bed
Carbon steel
Cataltico
D(m)0.72
H(m)10
V(m3)4.07
P(bar)14.7
Cp ($)12210
Fp6. 06
CBM(2001) ($)162139
CBM(2015) ($)235663
CALCULO DEL COSTO PREELIMINAR PARA EL VESSELS-201 Clculo del CpoPara hallarlo usamos la ecuacin:logCpo=K1+K2*logA+K3*(logA)2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.1 y tenemos las siguientes constantes:K13.5565
K20.3776
K30.0905
Y siendo que A=13.96 m3, obtenemos:Cpo= $ 12 807
Clculo del FpPara hallarlo usamos la ecuacin:Fp=
Y siendo que P=1.1 bar y D=1.14m, obtenemos:Fp=0.7239
Clculo del CBMPara hallarlo usamos la ecuacin:CBM=Cpo*FBM=Cpo*(B1+B2*FM*Fp)Tomamos datos del apndice de la tabla A.4 y tenemos las siguientes constantes:B11.49
B21.52
De la figura A.19, tenemos que: FM=1Usando adems los valores ya obtenidos del Cpo y el Fp , obtenemos:CBM= $ 33 174Este valor de CBM es considerando del 2001, tendremos que pasarlo al 2015 con la siguiente ecuacin:CBM(2015)= CBM(2001)*I2015/I2001
Teniendo el valor de I2015= 573.1 y I2001= 394.3:CBM(2015)= $ 48 217Tablas de datos de IntercambiadoresDel mismo modo calculamos el costo preliminar de los otros intercambiadores, los datos y resultados se encuentran en las siguientes tablas:
V-201V-202
Vessel horizontalVessel horizontal
Carbon steelCarbon steel
V(m3)13.96V(m3)8.72
P(bar)1.1P(bar)10.3
Cp ($)12808Cp ($)9810
Fp0.724Fp1.542
CBM(2001) ($)33177CBM(2001) ($)37616
CBM(2015) ($)48221CBM(2015) ($)54673
Cgr81012Cgr60906
V-203
Floating Head
Carbon steel
Vm3)5.74
P(bar)7.3
Cp ($)7858
Fp1.163
CBM(2001) ($)25594
CBM(2015) ($)37199
Cgr62495
CALCULO DEL COSTO PREELIMINAR PARA EL TOWER-201 Clculo del CpoPara hallarlo usamos la ecuacin:logCpo=K1+K2*logA+K3*(logA)2
Tomamos datos del apndice de la tabla A.1 y tenemos las siguientes constantes:K13.4974
K20.4485
K30.0905
Y siendo que A=30.98 m3, obtenemos:Cpo= $ 23 300
Clculo del FpPara hallarlo usamos la ecuacin:Fp=
Y siendo que P=10.6 bar y D=0.79 m, obtenemos:Fp=1.36 Clculo del CBMPara hallarlo usamos la ecuacin:CBM=Cpo*FBM=Cpo*(B1+B2*FM*Fp)Tomamos datos del apndice de la tabla A.4 y tenemos las siguientes constantes:B12.25
B21.82
De la figura A.19, tenemos que: FM=1Usando adems los valores ya obtenidos del Cpo y el Fp , obtenemos:CBM= $ 110 097Este valor de CBM es considerando del 2001, tendremos que pasarlo al 2015 con la siguiente ecuacin:CBM(2015)= CBM(2001)*I2015/I2001
Teniendo el valor de I2015= 573.1 y I2001= 394.3:CBM(2015)= $ 160 022
T-201V-202
towerVessel horizontal
Carbon steelCarbon steel
V(m3)30.98V(m3)35.43
P(bar)10.6P(bar)7.3
Cp ($)20928Cp ($)22.845
Fp1.363Fp1.178
CBM(2001) ($)754532CBM(2001) ($)74952
CBM(2015) ($)108329CBM(2015) ($)108940
Cgr181993Cgr183019
IF(USA-2015) = CGR = 1.68*CBM
IF(PERU-2015) = 1,3*CGR
Inversion Fija (CGR) ($) (USA-2015)3234479
Inversion Fija (CGR) ($) (PERU-2015)4204823
5. Conclusiones Se obtiene una cantidad de 50 000 TM/ao de DME. Apartir de un rendimiento de 95.5%. Se concluye que se debe realizar una relacin con la variacin de la cantidad del flujo de entrada.