GUIA DE EQUIPOS DE OPERACIONES UNITARIAS.

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Tipo de Tanque a Utilizar: Para conocer el tipo de tanque a utilizar, se debe hallar la presión de vapor de la sustancia a alimentar a la temperatura de almacenamiento. La presión de vapor es generalmente el criterio decisivo para elegir el tipo de tanque; por ejemplo, para bajas presiones se recomienda elegir un tanque tipo G1 o G2, para presiones más elevadas, se recomienda elegir tanques tipo G3.

Presión de Vapor del Benceno a la temperatura de Almacenamiento:

La expresión para el cálculo de la presión de vapor del Benceno a una temperatura determinada es:

logP=A-B/(T+C)= 6.9057-1211.03/(220.79+T)

La Temperatura de Operación es 40 ºC. La presión de Vapor calculada para este valor de Temperatura, es 182.8 mmHg= 0.24 atm.

Para esta presión se recomienda escoger un Tanque del Tipo G2.

Cálculo de la capacidad del tanque:

La capacidad del tanque se calcula por medio de la Ecuación:

[pic 10]

Donde:

C es la capacidad del tanque, m3.

F es la velocidad Másica del fluido para almacenar, kg/h.

[pic 11]Es la densidad volumétrica del fluido para almacenar, kg/m3.

t es el tiempo de almacenamiento del fluido, h.

La capacidad calculada para este tanque es:

[pic 12][pic 13]= 1069 m3

Capacidad real del tanque: La capacidad obtenida para el tanque debe aproximarse a una capacidad tabulada, para de esta manera, poder tomar los datos disponibles en la bibliografía. Además, esto permite diseñar con un porcentaje de sobrediseño si se escoge una capacidad por encima de la calculada. La capacidad más próxima por encima de la calculada es de 1220 m3. Una vez seleccionada esta capacidad, se pueden obtener el porcentaje de sobrediseño.

Cálculo del Porcentaje de Sobrediseño: El porcentaje de sobrediseño se puede calcular en base a la capacidad calculada y su diferencia con la capacidad real:

%sobrediseño = [pic 14]*100

%sobrediseño = [pic 15]*100=14%

Dimensión de las chapas:

Número de las chapas por virola:

N=[pic 16]=[pic 17] chapas

D=12 m

Altura del cuerpo= 10.8 m

Altura de la chapa= 1.8 m

2[pic 18] es el ancho de una virola

Número de virolas del cuerpo: 10.8/1.8= 6 virolas

Número total de chapas:

[pic 19]

Número de chapas totales del cuerpo= 6*6= 36 chapas

Espesor del tanque y material a utilizar:

Para determinar el espesor de pared se debe conocer la presión y temperatura de diseño del equipo, donde la primera estará comprendida por la presión de vapor del compuesto así como de la presión hidrostática del líquido, esto en vista que el almacenamiento se dará en condiciones atmosféricas.

Pop=Pv+ρgh+Patmósferica= 0.24+(859*9.8*10.8/101300)+1=

Pop=2.14 atm

Pdiseño=1.15*2.14= 2.46 atm (15% sobrediseño)

Pmanométrica diseño= (2.46*14.7)-14.7= 21.46 psig

Temperatura de diseño= 121ºC (temp operación =40ºC

Según la tabla de resistencia química de los materiales, se tiene que para el compuesto a almacenar, se puede utilizar acero, que tienen una buena resistencia para contenerlo. Se empleará como material de elaboración del tanque acero al carbono C-Si, numero SA-516, grado 55 cuyo valor de esfuerzo según la referencia es de 13800psi. Puede entonces calcularse el espesor del material. En base a los tipos de justas soldadas, se asume un valor de la eficiencia (E) de la junta de 0,85 suponiendo que el material fue radiografiado por zonas, para colocar un pequeño sobrediseño al equipo, mientras que según el mismo autor, Ec es el margen de corrosión cuyo valor satisfactorio para recipientes es de 0,125 pulg.

e=[pic 20]= e=[pic 21]

Dimensiones del Tanque T-101

Capacidad, m3

1220

Diámetro, m

12

Altura del cuerpo, m

10.8

Superficie del fondo, m2

113.1

Forma del techo

Esférico, flecha (1/12)

Estructura

Sin pies derechos

Angulo de cabeza, mm

70*70*7

Techo(espesor de chapa, mm)

5

Fondo(espesor de chapa, mm)

8

Espesor del cuerpo, mm

14.2

Número de chapas totales

36

Tipo

G2(cilíndrico vertical)

Material

Acero al carbono

DISEÑO DE SEPARADORES

En el caso de mezclas vapor–líquido, la mezcla de fases entra al separador y, si existe, choca contra un aditamento interno ubicado en la entrada, lo cual hace que cambie el momentum