Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburos C2, C3 y C4 Resumen delProyecto Fin de CarreraI Resumen Del Proyecto ElProyectoFindeCarreraDiseodeunprocesodeseparacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla de hidrocarburos C2, C3 y C4 tiene como unidad principal una unidad de destilacin por rectificacin, denominada S-1. ElproductodeintersbuscadoseproduceenEspaa,porpartede Repsol,enlasrefinerasdePuertollanoyCartagenaprincipalmente.El procesoencuestinestubicadoenlaampliacindelarefinerade Cartagena. La torre de rectificacin, columna vertebral del proceso, separar una mezcla de hidrocarburos ligeros, menores de cinco carbonos. Se obtendr, porunlado,unamezclaquecontieneC2,C3yn-C4porotrolado,una mezcla ms pesada que contiene trazas de C2, C3 y

n-C4. Paralaseparacinseutilizarnplatosperforadosparagenerarel proceso de destilacin por rectificacin. Se tiene como principal restriccin que la cantidad deC2 que puede salir por colas,no debe ser superior al 2,5 porcientoenvolumen.Dicharestriccinvieneestablecidaporla legislacin espaola de combustibles destinados a automocin. LacorrientedealimentacindelaunidadS-1partedeunamezcla lquidadehidrocarburos,arazndeuncaudalde28.000kg/hcon temperaturade49,17Cyunacomposicinenpesodeterminada.Esta corrienteprovienedevariaspartesdelarefinera,conducidaatravsuna reddetuberasqueconectancondichatorrederectificacin.Dicha corrientehasidopreviamenteacondicionadamedianteunintercambiador de calor de carcasa y tubo, IC-3. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburos C2, C3 y C4 Resumen delProyecto Fin de CarreraII Laalimentacindescargarcomolquidoasutemperaturade ebullicinenelplato3delatorre(enumeracindesdearriba),encuyo interiorserealizael contactoentre loscaudales lquidos provenientesdel reflujo de condensado, introducidos en la zona de cabeza, con los caudales devapor generados en el caldern de cola. El contacto tendr lugar en cada unodelos9platosrealesdelacolumna,dondeseproducirnlas transferenciasdemateriaydecalornecesariasparaalcanzarlosdistintos equilibrioslquido-vapor,hastalograrlaseparacinbuscada.Elvapor salienteporcabezas,ricoenC2,seconduceauncondensadortotalIC-1 conunatemperaturade6,33C.Dichacorrientealimentaralacumulador dereflujoA-2,de donde se obtendrn doscorrientes.La primeradeellas, servirdereflujoenlazonadecabezasdelacolumna;lasegunda,se conducir directamente de vuelta a la refinera. Enlazonadeagotamiento,lamezclaseirenriqueciendoenn-C4. Lacorrientelquidadescendientedelplato9(inferior)delacolumna,es introducida en el caldern IC-2, equipo conectado a colas de la columna, y enelquetendrlugarunltimoequilibrio.Elvaporgeneradoenel caldern,esconducidonuevamentealplatoinferiordelatorre;mientras que el lquido generado -prcticamente sin C2- es impulsado hacia el tanque de almacenamiento A-2. No obstante, antes de llegar al mentado tanque, la corriente de lquido pasarpor un ltimo intercambiador de calor IC-4, que estabilizalacorrientealatemperaturaypresinptimasparasu almacenamiento. Paraeldiseohidrulicodelacolumnahatenidoencuentalos siguientes factores: inundacin, lloriqueo o goteo, arrastre, descarga, altura del lquido, espesor de los platos, y la eficacia de la columna. Asimismo,el diseomecnicodelaunidadcomprendeelmaterial,elespesordela envolvente, los fondos, entre otros factores influyentes. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburos C2, C3 y C4 Resumen delProyecto Fin de CarreraIII El intercambiador de calor IC-1 es el condensador de la columna S-1. Sumisinesrealizarunacondensacintotaldelacorrientedevaporque saleporlapartesuperiordelatorreS-1antesdesurecirculacina refinera, o bien como corriente destinada a la petroqumica, utilizando para elloelaguacriognicaprovenientedelcircuitointernoexistenteenla planta derefineraencuestin.La corrientedeentradaalmismo proviene de los vapores que abandonan la cabeza S-1 desde el plato 1 (superior). El fluidodeprocesoenestadovapor,recorreelhaztubularmientrascede partedesucalorlatentedecondensacinalfluidorefrigerante,hasta realizar un cambio de estado sin cambio de temperatura. EldispositivoIC-2eselcalderndelacolumnaderectificacin,S-1.Sumisinesefectuarunavaporizacinparcialdelosproductos salientesdelfondodeS-1,cuyofineseldeproducirdosfases:unafase vaporde retorno a la columna y una fase lquida que sigue el diagrama de flujo hasta alcanzar el tanque de almacenamiento, A-2. Este intercambiador estipoKettler.Estformadoporunacarcasahorizontalquecontieneun haz tubular, con dos pasos por el lado de los tubos y un paso por el lado de la carcasa, un cabezal flotante y una placa tubular. ElintercambiadordecalorIC-4tienecomoobjetivorealizarun enfriamientodelproductodecolasdelacolumnaderectificacinS-1, utilizando para ello el agua. La corriente de entrada al mismo proviene del fluidolquidoquesaledelcaldernE-2.Elfluidodeprocesoenestado lquido, recorre el haz tubular del IC-4 mientras cede parte de su calor hasta descender su temperatura y alcanzar la temperatura de salida especificada, antes de almacenarlo en el tanque A-3. ElacumuladordereflujoA-1seutilizaparaalmacenar temporalmenteellquidoquesaledelcondensadorIC-1.Estedepsitoes necesarioparapodercontrolarlarelacindereflujodelacolumnade Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburos C2, C3 y C4 Resumen delProyecto Fin de CarreraIV rectificaciny para asegurar que todo el destilado recirculado a la columna se encuentre en fase lquida. Eltanquedealmacenamientodelproductodeinters,A-2,esuna esfera de almacenamiento a presin. Porltimosedescribelareddedistribucinylosequiposde impulsindecorrientes.Losequiposdeimpulsinserninstaladospor duplicadomedianteunby-pass,paraposiblesfallosenelfuncionamiento del equipo principal. Unavezfinalizadoeldiseocompletodelainstalacinyexplicado cmofunciona,sehaestimadoelpresupuestodelamisma,obtenindose uncostequeasciendeaaproximadamente3.040.459,36euros, consiguiendo una amortizacin de la misma en tan slo 4 aos. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G.como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4Proyecto Fin de Carrera. ndice Sheila-Ahinnoa Pea Pea 1',&(DOCUMENTO N 1: MEMORIA1MEMORIA DESCRIPTIVA ............................................... 2 CAPTULO 1.- INTRODUCCIN .................................................. 3 1.1.- Antecedentes ......................................................................... 3 1.2.- LPG de automocin .............................................................. 5 1.3.- Justificacin del Proyecto ..................................................... 8 1.4.- Objeto del Proyecto .............................................................. 8 1.5.- Localizacin .......................................................................... 9 CAPTULO 2.- LPGPARA AUTOMOCIN .............................. 10 2.1.- LPG combustible ................................................................ 10 2.2.- Composicin y caractersticas ............................................ 10 2.3.- Situacin actual del LPG .................................................... 15 2.4.- Comparativa econmica ..................................................... 19 2.5.- Aplicacin en el sector de automocin ............................... 21 2.6.- Ventajas del LPG combustible ........................................... 22 CAPTULO 3.- DIAGRAMA DE FLUJO ..................................... 25 3.1.- Diagrama de flujo ............................................................... 25 3.2.- Descripcin del diagrama de flujo ...................................... 26 CAPTULO 4.- COLUMNA DE RECTIFICACIN .................... 28 4.1.- Introduccin ........................................................................ 28 4.2.- Mtodo de resolucin ......................................................... 32 4.3.- Condiciones de operacin ................................................... 33 4.4.- Caractersticas de las corrientes .......................................... 34 4.5.- Balances de materia ............................................................ 35 4.6.- Diseo de la columna ......................................................... 37 4.7.- Especificaciones de la columna .......................................... 54 Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G.como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4Proyecto Fin de Carrera. ndice Sheila-Ahinnoa Pea Pea CAPTULO 5.- EQUIPOS DE TRANSMISIN DE CALOR ...... 55 5.1.- Introduccin ........................................................................ 55 5.2.- Descripcin del intercambiador de calor IC-1 ................... 58 5.3.- Descripcin del intercambiador de calor IC-2 ................... 59 5.4.- Descripcin del intercambiador de calor IC-3 ................... 61 5.5.- Descripcin del intercambiador de calor IC-4 ................... 62CAPTULO 6.- EQUIPOS DE ALMACENAMIENTO ................ 64 6.1.- Introduccin ........................................................................ 64 6.2.- Acumulador de reflujo ........................................................ 64 6.3.- Esfera de almacenamiento .................................................. 65 CAPTULO 7.- RED DE DISTRIBUCIN DE CORRIENTES ... 68 7.1.- Consideraciones previas ..................................................... 68 7.2.- Caractersticas de las tuberas ............................................. 71 7.3.- Descripcin de las lneas .................................................... 73 7.4.- Tuberas principales de la unidad ....................................... 74 7.5.- Seleccin de las bridas de la red de distribucin ................ 75 7.6.- Vlvulas auxiliares ............................................................. 76 7.7.- Accesorios utilizados .......................................................... 77 CAPTULO 8.- IMPULSIN DE CORRIENTES......................... 78 8.1.- Generalidades ..................................................................... 78 8.2.- Criterios de seleccin .......................................................... 79 8.3.- Bombas seleccionadas ........................................................ 80 8.4.- Bombas centrfugas ............................................................ 81 8.5.- Sistema de impulsin .......................................................... 83 CAPTULO 9.- INSTRUMENTACIN Y CONTROL ................ 85 9.1.- Objetivo .............................................................................. 85 9.2.- Etapas del sistema de control.............................................. 86 9.3.- Tipos de sistemas de control ............................................... 86 9.4.- Elementos de un sistema de control ................................... 87 9.5.- Control de procesos ............................................................ 88 9.6.- Vlvulas de seguridad ......................................................... 90 Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G.como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4Proyecto Fin de Carrera. ndice Sheila-Ahinnoa Pea Pea CAPTULO 10.- SEGURIDAD Y SALUD ................................... 92 10.1.- Antecedentes ..................................................................... 92 10.2.- Diseo con mayor seguridad inherente ............................ 93 10.3.- Anlisis de la seguridad del proceso ................................ 96 10.4.- Seguridad en la operacin................................................. 96 10.5.- Normas bsicas de seguridad ............................................ 97 10.6.- Protecciones personales .................................................... 98 10.7.- Protecciones colectivas ..................................................... 98 10.8.- Proteccin pasiva .............................................................. 99 10.9.- Medidas preventivas ......................................................... 99 10.10.- Sealizaciones .............................................................. 100 10.11.- Seguridad en la ejecucin de trabajos .......................... 101 10.12.- Equipos elctricos ......................................................... 103 10.13.- Proteccin y lucha contra incendios ............................. 104 10.14.- Manipulacin de sustancias peligrosas ......................... 105 10.15.- Servicio mdico ............................................................ 107 10.16.- Aspectos medioambientales ......................................... 108 CAPTULO 11.- MANTENIMIENTO ............................................ 109 11.1.- Mantenimiento ................................................................ 109 ANEXOS....................................................................................... 111 Anexo I. Nomenclatura y simbologa ...................................... 112 Anexo II. Aspectos termodinmicos ......................................... 120 Anexo III. Diseo de la columna de rectificacin ...................... 146 Anexo IV. Diseo de los equipos de transmisin de calor ......... 196 Anexo V. Diseo de los equipos de almacenamiento ............... 221 Anexo VI. Diseo de la red de distribucin ............................... 231 Anexo VII.Diseo de equipos de impulsin de corrientes ......... 246 Addenda de figuras en los Anexos ................................................ 264 BIBLIOGRAFA ................................................................ 280 Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G.como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4Proyecto Fin de Carrera. ndice Sheila-Ahinnoa Pea Pea DOCUMENTO N 2: PLANOS284Plano N 1 Situacin ..................................................................... 285 Plano N 2 Diagrama de flujo ....................................................... 286 Plano N 3 Distribucin en planta ................................................. 287 Plano N 4 Columna de rectificacin ............................................ 288 Plano N 5 Equipos de transmisin de calor................................ 289 Plano N 6 Acumulador de reflujo ................................................ 290 Plano N 7 Esfera de almacenamiento .......................................... 291 DOCUMENTO N 3: PLIEGO DE CONDICIONES292Generalidades ................................................................................ 293Condiciones generales de ndole facultativa ................................. 296 Condiciones generales de ndole econmica ................................ 308 Condiciones generales de ndole legal .......................................... 314 Condiciones generales tcnicas de los materiales y equipos ........ 319 Condiciones generales tcnicas de los equipos a presin ............. 329 Ejecucin de obra .......................................................................... 345 DOCUMENTO N 4: PRESUPUESTO3491.- Alcance del presupuesto .......................................................... 350 2.- Mtodo de clculo del presupuesto ......................................... 350 3.- Justificacin del coste de suministro de los equipos ............... 351 4.- Coste de los equipos ................................................................ 353 5.- Coste asociado a los equipos ................................................... 358 6.- Precios finales .......................................................................... 360 7.- Presupuesto final ...................................................................... 361 8.- Estudio econmico-financiero ................................................. 363 Referencias grficas del presupuesto ............................................ 367 Fichas tcnicas de seguridad ......................................................... 374 Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 DOCUMENTO N 1 M E M O R I ADiseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 MEMORIA DESCRIPTIVA Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 3 CAPTULO 1. INTRODUCCIN 1.1- ANTECEDENTES El petrleo es un lquido viscoso, oscuro e inflamable, encontrn-doseenestratosporososretenidosporrocasimpermeables,quecuando se perforan lo dejan salir a causa de la presin de los gases del depsito. Se cree que el petrleo se ha formado a partir de grandes depsitos animales y vegetales,que han sido reducidos a hidrocarburos por bacte-riasanaerobias(reductoras).Sinembargo,elprocesodebisermucho ms complejo y en l tendran importancia reacciones debidas a grandes presiones y temperaturas en el interior de la Tierra. Elpetrleocrudoesunamezclamuycomplejadehidrocarburos. No obstante, su composicin vara mucho con los yacimientos. En gene-ral, la mayora son alcanos y cicloalcanos (stos se llaman naftenos en el argot petroqumico), y en una proporcin menor aromticos, aunque es-tos ltimos en algunos yacimientos son mayores del 30%. Tambin hay trazas de otros compuestos, no deseados, que contienen nitrgeno y azu-fre. Desde el descubrimiento del petrleo, la utilizacin racional de las diferentes fracciones que lo componen ha influido fuertemente en el de-sarrollodelosdiversosprocesos,ascomosuinclusinenelesquema del refino. Desde finales de los aos sesenta, el refino del petrleo ha sufrido importantestransformacionesligadasalcontinuoincrementodelasne-cesidadesdeproductosligeros(gasolinasgasleos),endetrimentode losproductospesado(fueloil).Laevolucindelademandavaigual-Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 4 mente acompaada de un aumento en la calidad de los productos. Proceso en refinera Dentrodelosprocesosdelrefinodepetrleo,sepuedenlistar, atendiendo a si son procesos primarios o secundarios.

Los procesosprimarios del refino de petrleo son aquellos en los quenicamenteseproducelaseparacinopurificacindeloscompo-nentes de las fracciones del Petrleo - Destilacin atmosfrica. - Destilacin a vaco - Concentracin de gases. - Estabilizacin de naftas. - Unidades de desulfuracin:- Reduccin de azufre (Aminas y Merox) - Produccin de azufre (Claus). Losprocesossecundariossonaquellosenlosqueseproducela ruptura (craqueo) de las grandes molculas para formar otras ms peque-as, la transformacin (reformado) de una en otras o la unin de molcu-las pequeas para formar otras mayores, de cara a su mayor utilidad co-mo combustibles o en Petroqumica. - Craqueo trmico: Visbreaking, Coquizacin, Gasificacin. -Craqueocataltico:Lechofluido(FCC),Hidrocraqueo(con hidrgeno). -Reformado:Hidrotratamiento,Reformadocataltico,Isomeriza-cin, Reformado con vapor, Polimerizacin, Alquilacin. Tras pasar por las diferentes fases del proceso de refino la gama de productos que se obtienen incluye, entre otros: Gases, Propano, Butano, Naftas,Gasolinas,Querosenos,Gasleos,Fuelleos,Lubricantes,entre Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 5 otros. As como productos base para la industria petroqumica. Con la implantacin de nuevas normas anticontaminantes, as co-mo las limitaciones previstas en los componentes qumicos que constitu-yenproductosdeterminados,elactualesquemaderefinodeberadap-tarsealasnuevasespecificacionesconlapuestaenfuncionamientode nuevos procesos. Para adaptarse a esta evolucin, el refino recurre a una gran varie-dad de procesos, distinguiendo entre ellos: -Procesos de separacin que dividen la carga en fracciones ms simples o ms estrechas. -Procesosdetransformacinquegenerannuevoscompuestos, dependiendo de las caractersticas principales del producto. -Procesos de acabado que eliminan los compuestos indeseables. -Procesos de proteccin del medio ambiente que tratan los gases de refinera, los humos y aguas residuales. Para concluir, decir que el presente Proyecto Fin de Carrera1, est centrado en la obtencin de la mezcla: Propano y Butano. Dicha mezcla seledenominacomoGasesLicuadosdelPetrleo(deaquenadelante sedenotarconelacrnimoGLPo,indistintamente,LPG2.)Esta mezcla est destinada a ser utilizada como carburante automovilstico. 1.2.- LPG DE AUTOMOCIN El autogs, trmino empleadocomnmente para referirse a los ga- 1 Puede encontrarse en esta literatura con el acrnimo PFC (Proyecto Fin de Carrera). 2 LPG acrnimo proveniente del ingls Liquid Petroleum Gas. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 6 ses licuados de petrleo, LPG empleadoscomo carburantes en automo-cin, est destinado a desempear un papel ms importanteen el enjam-brede carburantes para el transportepor carretera. Elautogas,queyaeselcarburantealternativomsutilizadoen Europa, ofrece una serie de ventajas especficas. Sus caractersticas par-ticularescomocarburanteycomoindustriahacenqueestperfecta-mente adaptado al actual paradigma medioambiental y energtico, en el que Europa se enfrenta al reto de equilibrar los diversos imperativos de seguridad, sostenibilidad y competitividad. El LPG comocarburanteecolgicoy econmico,puedeayudar a los ciudadanosa mantenerse en movimientomientrasreducen losefectosdel transportepara la salud humanay el medio ambiente.Esta contribucin desus atributos lo convierte enuna alternativa obvia como parte de un mix energtico diverso y sostenible. El LPGya impulsa a ms de7 millones devehculos entoda Eu-ropa,querepresentanentornoal3% dela flota europeadevehculos depasajerosy desempeaunpapelcrucialennumerosospases3.No obstante,debido asudesarrolloy surgimientoheterogneos,el merca-doEuropeosiguefragmentadoycaracterizadoporunaltogradode potencialsinexplotar. Eldesarrolloconxito enunaserie demercados nacionales,tantoenEuropacomoentodoelmundo,demuestraque con el compromiso necesario de parte del sector y los responsables pol-tico,el autogs puedesurgir como un elemento clave en temas energti-cosy ofrecer grandesventajas medioambientales y socioeconmicas. El LPG, almacenado como lquido a una presin de 15 bar, se va- 3 En el captulo 2 del presente documento est ms detallado el mercado y caractersticas del LPG. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 7 porizaeintroducedeformagaseosaenelsistemamotordeexplosin. Los motores no necesitan modificaciones, salvo en lo relativo al sistema dealimentacin.Por otro lado,en lamayoradeloscasos,se adopta la doblecarburacin,esdecir,queelvehculopuedeutilizarindiferente-mente LPG y carburante lquido. En lo que afecta a las caractersticas del producto, existe una espe-cificacin europea aprobada en 1992. Fundamentalmente fija un nmero de octano Motor que debe ser superior a 89, lo que limita el contenido de olefinas,ylapresindevapor,ligadaalarelacinC3/C4quedebeser inferiora1,555mbara40C(normaISO4256).Porotraparte,para asegurarunarranquesuficientementegildelvehculo,sefijaunvalor mnimo de presin de vapor en invierno, diferente segn las condiciones climticas de cada pas. LasventajaspotencialesdelGLPdeautomocin,estnligadas esencialmentealaproteccindelmedioambiente.Setrata,comoya hemos explicado anteriormente, de una mezcla de hidrocarburos simples de 3 y 4 tomos de carbono, sin impurezas (muy bajo contenido en azu-fre), ni aditivos nocivos (sin plomo) y las emisiones del escape son poco txicas(ausenciadearomticos).Estetipodecarburantessebeneficia muy a menudo de un tipo de impuestos ms reducidos. Decir tambin, que como alternativa limpia4 con un amplio margen de evolucintecnolgicay unafuentedeempleosdealta cualificacin entodalaUninEuropea,elLPGpuede tener un papel importanteen la inmediata revigorizacin de la industria automovilstica. 4 Ver captulo 2 para obtener una mayor explicacin. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 8 1.3.- JUSTIFICACIN DEL PROYECTO Losproblemaseconmicosysocialesquegeneranlascontinuas fluctuacionesenelmercadodeloscombustibles,ylosproblemasdecontaminacinmedioambiental provocados por los procesos de combus-tinde gasleos y gasolinas, son muy importantes para la sociedad. Porellolasdiferentesindustriasbuscanuncombustiblequeno depende de factores externos para su rentabilidad, y que adems produz-ca una menor contaminacin. Hoy en da, existe un combustible que re-nelascaractersticaspositivasdelosyaconocidos,yreducelascarac-tersticasnegativasdestos.Tieneunbajocostedeinstalacinenlos automviles (basta con adaptar el motor interno y el depsito de un veh-culo)ysepuedecombinarconelusodeloscombustiblesanteriores.Este combustible es el GLP. Comodatomsimportante,decirqueestdemostradalaacepta-cin, viabilidad y conveniencia econmica, mecnica y ambiental de este combustible;yaqueestimplantadoenotrospasesdesdehaceaos (Italia,Francia,Blgica,Inglaterra,etc.)obtenindoseunosresultados muy favorables. Portodoloexpuestoanteriormente,quedajustificadalarealiza-cin del presenteProyecto Fin de Carrera. 1.4.- OBJETO DEL PROYECTO ElobjetodeesteProyectoeseldiseodeunaunidaddesepara-cin de una mezcla de hidrocarburos que contiene etano, propano, y bu-tano (C2, C3 y C4, respectivamente), basada en una columna de rectifica-Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 1: Introduccin. Documento N 1: Memoria. 9 cin multicomponente de platos de perforados. Paraconseguirdichoobjetivo,separtirdeunaalimentacinde 28.000 kg/h de hidrocarburos (C2-C4), de forma que sea posible la obten-cindeunLPGconunacomposicinenpropanoybutanodel30%y 70% en peso, respectivamente, para atender as a las exigencias de mer-cado. Dichosobjetivossereflejanenlahoja de propuestas deProyecto Fin de Carrera aprobada por la Comisin de Proyectos de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Cdiz. 1.5.- LOCALIZACIN Esteprocesoseencuentraubicadoenlanuevaampliacindela refineradeCartagena,pertenecienteala empresaREPSOLYPF.Esta refinera est ubicada en el Complejo Industrial del Valle de Escombre-ras. La finalizacin de dicha ampliacin est prevista para 2013, sien-do la unidad de recuperacin de ligeros o de concentracin de gases, una delasseccionesqueseampliarn.Launidadproyectadaenelpresente PFCseenmarcaendichaseccin,queserpartedefinalderefinera. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 2: LPG para automocin. Documento N 1: Memoria. 10 CAPTULO 2. LPG PARA AUTOMOCIN 2.1.- LPG COMBUSTIBLE El LPG es una denominacingenrica que incluye el propano y el butano,dosgasesdeorigennaturalqueseconviertenfcilmenteen lquido mediantela aplicacin de una presin moderada. Ensuestadonaturalsongaseosos,peroalalmacenarlosenreci-pientescerradosyatemperaturaambientegranpartedeellospasana faselquida,ocupandounvolumen250vecesinferioralqueocuparan en estado vapor. Lo cual facilita su transporte, almacenamiento y distri-bucin. Se deriva principalmente durante la extraccin del gas natural y el petrleo,ytambinseproducenenlasrefineras.Esunafuentede energaextremadamenteverstil,concientosdeaplicacionesenel hogar, la industria, la agriculturay,por supuesto, comocarburantedeau-tomocin. Aunque enelpasadofue infraexplotado confrecuencia debi-do a prcticas no sostenibles como el quemadoen antorcha y la venti-lacin,vaganandounreconocimientocadavezmayorcomorecurso energtico nico y valioso. 2.2.- COMPOSICIN Y CARACTERSTICAS Como se ha dicho anteriormente el GLP no es una sustancia pura, sino una mezcla formada por propano y butano, donde aparecen tambin otros compuestos en cantidad de traza. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustiblede automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Captulo 2: LPG para automocin. Documento N 1: Memoria. 11 La composicin y caractersticas del LPG como combustible para automocin se encuentran reguladas a nivel europeo por la Norma UNE-EN589de1994.Mientrasqueanivelnacional,eselRealDecretode 61/2006 que fija las especificaciones del LPG para automocin, donde se detallanloslmitesmximosymnimosdedeterminadasmagnitudes, como por ejemplo los porcentajes de butano y propano. Su composicin no est definida estrictamente, es decir, no existe un valor fijo para cada uno de los componentes en la mezcla. Sino que en las especificaciones de elaboracin, se definen valores mximos o mni-mosenloquerespectaalacomposicinparacadaunodesuscompo-nentes, as como se fijan valores de las caractersticas fsicas de algunos de ellos. Estos valores pueden ser distintos en funcin de su futura apli-cacin. En la siguiente tabla se pueden ver los valores lmite (mximos o mnimos)en cuanto acomposicinde losdistintos componentesenvo-lumen. Tabla 1.- Valores lmites de composicin del LPG para automocin. ComposicinMnimoMximo Hidrocarburos C2 (% volumen)2,5 Hidrocarburos C3 (% volumen)20- Hidrocarburos C4 (% volumen)-80 Hidrocarburos C5 (% volumen)1,5 Olefinales totales (% volumen)6 Diolefinas y acetilenos (ppm) Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 168 Esta rea nos da un valor de dimetro del plato de: 2ttA 4 TA T T 0, 464= = = Hay que recordar que el dimetro de plato es igual que el dimetro de la torre. Aplicndole un factor de seguridad del 15%,se toma un valor de dimetro de torre de 0,53 metros. Una vez tenemos este valor, recalculamos, ya que para este dime-troladimensincomendadaparaladistanciaentreplatosesdistinta, ahora sera det = 0,50 m, que nos da un valor del coeficiente de inunda-cin de: CF = 0,31 ft/s = 0,09m/s La velocidad de anegamiento es de: Vinundacin= 1,57 m/s. Operando al 80% de la velocidad de anegamiento se obtiene: Vf = 1,26 m/s y Aa=0,24 m2 ApartirdeahoratomaremossiempreW=0,75 Dcolumna;recalcu-lando los parmetros anteriores: At= 0,27 m2 Ad = 0,03 m2 El valor del rea total que nos da un dimetro del plato de:Dplato = 0,60 m Aplicndole un factor de seguridad del 15%: Dplato = 0,69 m Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 169 Tomamos un valor de: Dplato = 0,70 m. Realizamos por tercera vez el proceso iterativo anterior, y a modo resumen se obtiene: t = 0,50 m. VF = 1,26 m/s. Aa = 0,24 m2. At = 0,27 m.CF = 0,09 m/s.Vinundacin = 1,57 m/s. Ad = 0,03 m.Dplato = 0,69 m. Se toma un valor de: Dplato = 0,70 m Debidoaquenoexistenplatoscomercialesdeaceroinoxidable con el dimetro obtenido, hay que acogerse al dimetro de comercial pla-to inmediatamente superior. As pues se ha escogido un dimetro del pla-to igual a Dplato = 1 m, el espaciamiento entre platos sigue siendo de t = 0,50 metros. Comosehaelegidounplatodediferentedimetroalosclculos realizados, a continuacin se presentan los resultados de cada una de los parmetros anteriores, pero partiendo en este caso del tamao del dime-tro.

t = 0,60 m. VF = 1,12 m/s. Aa = 0,27 m2. At = 0,79 m.CF = 0,10 m/s.Vinundacin = 1,40 m/s. Ad = 0,09 m.Dplato = 1 m. W = 0,75 m. Ahora se comprobar si con este dimetro y separacin entre pla-tosnoocurreinundacin,losculessehacemedianteelanlisisdelas presiones que se tienen en el plato. At = An + 2 Ad[43] Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 170 Donde: At: rea total del plato. An: rea neta del plato. Ad: rea de rebosadero. Con lo que obtenemos: An = 0,61 m2 Normalmentelosorificiossedisponenenlosvrticesdetringu-los equilteros, con lo que geomtricamente se cumple: 2o oaA d0, 907A P`| |= |\ [44] Donde:Ao: rea ocupada por los orificios. do: Dimetro de orificio. P: Pitch (distancia entre los centros de los orificios). Los valores del pitch (P) suelen encontrarse entre 2,5 y 5 veces el dimetro de orificio. Si tomamos P = 3do y sustituimos en la expresin anterior nos da: oa2o aA0,10 [45]AA 0,10 A 0, 027m== = La relacin que se utiliza para el clculo del rea de vigas, Avigas, es la siguiente: n a vigas vigas n a2 2 2vigas2vigasA A A A A AA 0, 61(m ) 0, 27(m ) 0, 34mA 0, 34m= + = = == Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 171 El espesor de las vigas, evigas, se obtiene como: ( )( )( )( ) ( )vigasvigas vigas vigas2vigas vigasAA 2 W T e e 2 W T0, 34 me 0,14m e 0,14m2 0, 75 m 1 m= + = += = = + Ladistancia entre losvertederos,Z,se obtienea travsdela dis-tancia desde el centro del plato al vertedero: x 0, 3296 Tz 0, 65mz 2 x= =`= ) Si la torre est perfectamente diseada, se debe de cumplir que el cociente entre el rea de vertedero, Ad, y el rea activa, Aa, debe ser ma-yor al 11%, ya que el rea de bajada del lquido, Ad, no debe ser inferior al 11% del rea activa, Aa: daA100 33, 3% 11%A = > El dimetro de orificio ha sido sacado de valores tabulados en bi-bliografa,comovalortpicoparadimetrosdeplatomenora1metro. Lo mismo ocurre con el espesor del plato, que est determinado a partir del dimetro de orificio. do = 0,0045 mP` = 0,0135 me = 0,002 m A continuacin se debera de realizar el mismo clculo para el pla-tonmero9(platodefondodecolumna).Estonovaaseraspuesto que no es necesario.Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 172 Segn se establecen en las normas de diseo de Exxon Mobile, no serecomiendalaconstruccindelacolumnacondiferentesdimetros entrelasseccionesdeagotamientoyrectificacinanoserqueladife-rencia entre ambos sea mayor o igual al 20%. Si miramos los caudales21 volumtricos del vapor para cada uno de los platos en cuestin, el caudal de vapor es mucho menor que en el plato 1.Sibien,porlaecuacindecontinuidadserelacionanelcaudalyla velocidad, a menor caudal menor velocidad que posee el fluido. Por tan-to,todos los platos cumplen la restriccin de no superar la velocidad de inundacin ya calculada en el plato n 1 (las condiciones ms desfavora-bles se dan en el mentado plato). Unavezquesefinaliceelapartadosiguiente,queconsisteenel diseohidrodinmicodelacolumna,serealizarunatablaresumen22 donde se reflejaran los parmetros ms importantes del dimensionamien-to de la torre y los platos23. II.8.- DISEO HIDRODINMICO A continuacin vamos a detallar el clculo de las prdidas de car-ga para determinar la viabilidad del diseo del plato en base a las dimen-sionesobtenidas,paraquelasprdidasdecargageneradasnooriginen inundacin en la columna. Cada de presin en seco Primerosecalculalacadadepresinenseco.Estaprdidase produce a la entrada de las perforaciones. Debido al espesor del plato y a 21 Ver en el apartado 5 del presente anexo. 22 Tabla 30, pgina154 23 Se estn considerando todos los platos iguales a lo largo de la columna de rectificacin. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 173 sus perforaciones, se pueden equiparar a pequeos tubos en los que exis-te friccin. Se emplear la siguiente expresin: ( )2d L o ooo V n o ne 4f 2 h g A AC 0, 40 1, 25 4 1V A d A (| | | | | | = + + (| || | ( \ \ \ [46] Donde: hd: Cada de presin en seco (m). Co: Coeficiente de orificio. g: Valor de la aceleracin de gravedad; (g = 9,8 m/s2). L : Densidad del lquido (kg/m3). V : Densidad del gas (kg/m3). Vo: Velocidad del vapor a travs del orificio (m/s). Ao: rea de orificio (m2). An : rea neta (m2). e: Espesor del plato (m). (4f) : Factor de Fanning. do : Dimetro de orificio (m). Haydosparmetrosdesconocidoshastaelmomento,elfactorde Fanningy el coeficiente de orificio,a continuacin se irn desglosando uno por uno hasta volver a la ecuacin anterior y despejar hd. Coeficiente de orificio, Co El coeficiente de orificio, Co, depende de la relacin existente en-tre el espesor de plato (e) y el dimetro del orificio (do), y se utilizar la siguienteexpresinsiemprequeelvalordeestarelacinest compren-dido entre 0,2 2. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 174 ( )( )0,250,25oo o o0, 0045 mdC 1, 09 C 1, 09 C 1, 33e 0, 002 m| || |= = = | | |\ \

Clculo del factor de Fannning, (4f) ElfactordeFanningsecalculaenfuncindelnmerodeRey-nolds en el de orificio, que habr que calcular: ( )3o o v6vm kg0, 0045 m 1,12 1, 43d Vs mRe Re Re 776, 64kg9, 28 10m s| | | | || \ \ = = = | | |\ Donde: V viscosidad del vapor. El Re < 2000, luego (4f) = 64/Re(4f)= 0,08 Ahora se puede proceder al clculo de la cada de presin en seco, hd. Tabla 36.- Parmetros para la ecuacin 45. Co1,33Ao0,027 m2 L484,05 kg/m3An0,61 m2 V1,43 kg/m3e0,002 m. Vo1,12 m/s.(4f)0,08 g9,81 m/s2 do 0,0045 m Sustituyendo los valores de la tabla en la ecuacin [32] se obtiene que la cada de presin en seco del vapor: d d4769, 98 h 29,16 h 0, 0061m = = Clculo del ancho del flujo promedio, Z Eslazonadelplatotransversaldondeseencuentranlasperfora-ciones, donde se produce la transferencia de materia de una fase a otra. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 175 ( ) ( )( ) ( )1 m 0, 75 mT WZ 0, 88 m Z 0, 88 m2 2++= = = = Donde, T es el dimetro de la torre y , W , lalongitud del derramadero. A continuacin se proceder al clculo del frente hidrulico, hL: 3 0,5LL w w F vQh 6,1 10 0, 725 h 0, 238 h V 1, 225Z| |= + + |\ [47] Donde: hw: Altura del derramadero, variable de diseo; hw = 0,05 m. VF: Velocidad lineal del vapor (m/s). v : Densidad del gas (kg/m3). QL: Caudal de lquido (m3/s). Z : Anchura del flujo promedio (m). Tras hacer el clculo, se obtiene: hL = 0,03 m. Clculo de la cada de presin residual, hR Estacadadepresinescomoresultadodevencerlatensinsu-perficial cuando el gas sale a travs de una perforacin. R RL o4R6 6 0, 0234h hd g 438, 05 0, 0045 9, 81 h 7, 26 10 m = = =

Clculo de la cada de presin total en el vapor, hv Una vez que se han obtenido la cada de presin en seco, la prdi-da de carga de la cabeza hidrulica y la cada e presin residual, se puede obtener la cada de presin en el vapor como la suma de las ya mencio-nadas prdidas. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 176 ( ) ( )-4VAP D L R VAPVAPh =h +h +h h =0,0061(m) +0,03 m +7,26 10 m h =0,04 m A continuacin se pasar a calcular las prdidas de carga que se producen por parte del lquido. Clculo de la prdida de presin a la entrada del lquido, h2 Es la prdida de presin provocada por el flujo del lquido por de-bajo del vertedero cuando entra en el plato: ( )622 24 L2 222 4d2m3 0,0011s 3 Qh h 2,06 10 m m 2 g A2 9,81 0,03 ms| | |\ = = = | | |\ Donde: Ad: rea de seccin transversal del vertedero (m2). QL: Caudal de lquido (m3/s). g : Aceleracin de la gravedad (m/s2). Clculo del retroceso en el vertedero, h3. Sedenominaretrocesoenelvertederoaladiferenciaenelnivel del lquido dentro e inmediatamente afuera del vertedero. Esto se podr calcularcomolasumadelasprdidasdepresinqueresultandelflujo del lquido y del vapor en el plato superior. ( ) ( )43 2 VAP 3 3h h h h 2, 06 10 m 0, 04 m h 0, 04 m= + = + = Clculo de la verificacin sobre la inundacin del plato Secomprobar queladistanciaentre platos es lo suficientemente grande como para que no se produzca inundacin, fenmeno que dificul-Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 177 taelprocesodetransferenciademateria,apartirdelasiguienteexpre-sin:w 3t 0, 5h h 0, 05 0, 04 0, 01 0, 01 0, 2502 2+ < + = < < Como se puede observar no se producir inundacin en los platos con lo cual el diseo de los mismos es bueno. Clculo del arrastre Unavezcomprobadoquenoseproduceinundacinenlosplatos hay que determinar si se producen otros fenmenos igual de importantes. Para estimar la cantidad de lquido arrastrado se dispone de la co-rrelacin mostrada en la Figura C, ver Addenda de figuras al final de los Anexos. Las curvas paramtricas de la figura representan el acercamien-to al punto de inundacin por arrastre. Los valores de la abscisa recogen la relacin de masa lquido-vapor y las densidades de stos, y los valores delaordenadasonfraccionesdeflujodescendentebrutodellquido, que se define como sigue: Conocidos los valores de densidad y caudal de lquido y de vapor en todas las etapas de la columna, se determina el valor de la abscisa en cadaetapa,ysedeterminaelarrastrefraccionarioaunavelocidaddel gas del 80% de la de inundacin (velocidad de operacin), para los casos de platos perforados. Eldesarrolloqueacontinuacinseespecifica,secompruebaque se obtiene un valor de0, 4 = , por lo que la retroalimentacin del lquido es muy pequea, de forma que la hidrulica del plato no se modifica. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 178 Finundacin0,53v0,5L3V0, 8V0, 4kg kg1780, 34 1, 43L h m0, 066kg kg V1546, 85 438, 05h m= =`| | | | ||\ \ = = | | | | ||\ \ ) Clculo de la velocidad de lloriqueo Ellloriqueoeselfenmenoqueocurrecuandolavelocidaddel gas a travs de los orificios es muy pequea, el lquido gotear a travs de ellos y se perder el contacto sobre el plato para el lquido. Adems, para los platos con flujo transversal, no hay flujo por toda la longitud del plato inferior. A mayor profundidad del lquido, mayor es la proporcin de lloriqueo. Por tanto, el gas debe alcanzar una velocidad mnima para quenoseproduzcadicholloriqueo.EstavelocidadesVow (velocidad mnima del vapor a travs de los orificios). ( )( )( )( )0.724o0.724o2,80,379z20,293 o ov L dow v0,379 0,293 2,823 o zv od2 A dV t0, 0229dd1, 73 P` = [48] Sustituyendo todos los valores en la ecuacin [48], y despejando la velocidadmnimadelvaporatravsdelosorificios,seobtienequeVow = 0,019 m/s, siendo sta la velocidadmnima a la que debe fluir el gasentrelosorificios.Comolavelocidadcalculadaparaelvapora travs de los orificios es de 1,12 m/s, indica que hasta que no se reduzca no se produce lloriqueo. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 179 Descarga Labibliografarecogequelasburbujaspresentesenlaespuma conseguirn escapar siempre que la velocidad del lquido por el vertede-ro sea menor de 0,3 m/s. Portantolosproblemasdedescargaenelvertederoaparecen cuando la velocidad del lquido a travs s supera los 0,3 m/s. ( )3LL L2vm 1 h4, 06h 3600 s QV 0, 01m/ s V 0, 01m/ s 0, 3m/ sA0, 09 m| || | ||\ \ = = = = < Altura de lquido Serecomiendaqueparaconseguiruncontactoadecuadoentrela fase lquida y gas, la profundidad de lquido alcanzada en el plato, suma de la altura de represa y de cresta, hw y how, est en un valor comprendi-do entre 50 y 150 mm. La altura de la cresta sobre el vertedero, how, en mm de lquido, se calcula a partir de la ecuacin de Francis. Se tiene un vertedero segmen-tado por lo tanto: ( )23323Low owWm 1 h4, 06h 3600 s Qh 664 h 664 8, 72mmL 0, 75 m| || || | | ||| |\ \ |= = = | |\ | |\ lquido ow wH h h 8, 72 50 58, 72mm = + = + = Con esto se verifica la recomendacin anteriormente descrita. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 180 Estehasidolaltimarecomendacinquehabaquecomprobar para que el diseo hidrulico fuese correcto. Como se ha ido viendo a lo largo de los diferentes apartados todas las recomendaciones han sido ve-rificadas de manera satisfactoria. Por ltimo, antes de pasar al diseo mecnico de la columna, en el siguiente apartado se procede a calcular la eficacia de la columna. III.9.- EFICACIA DE LA COLUMNA Y NMERODE PLATOS REALES Eficacia de la columna Parahallarlaeficaciadelacolumnapuedenutilizarsemuchos mtodos, tanto grficos como numricos, basados en la experimentacin dediferentesinvestigadores.ParaelpresentePFCseharealizadoel mtodo propuesto por Drickamer y Bradford, el cual relaciona la eficacia global de la columna con la viscosidad y la fraccin molar de la alimen-tacin. Drickamer y Bradford proporcionaron una sencilla relacin emp-ricadelaeficaciaglobal,E,decolumnasquetratanhidrocarburosde petrleo,relacionandola eficaciadela torrede rectificacin con la vis-cosidad media de la alimentacin: ( )10 F LE 0,17 0, 616 log x = [49] Donde:E: Eficacia global de la columna de rectificacin. xF: Fraccin molar del componente en la alimentacin. L: Viscosidad en cP a la temperatura media de la torre. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 181 La temperatura media de la torre es de 355,34 K este dato es fun-damentalparabuscarenlabibliografalaviscosidaddellquido.Para estascondicioneslaviscosidaddellquidoesaproximadamentede0,098 cP. ( )10E 0,17 0, 616 log 0,15 0, 098 0, 35 0, 098 0, 5 0, 098 E 0, 79E 79% = + + = = Para este mtodo la eficacia de la columna es de un 79%. Nmeros de platos reales de la columna Ya es conocida la eficacia global de la columna con lo cual pode-mos relacionarla al nmero de platos tericos que se haban obtenido en apartados anteriores. NPT 7NPR 8, 86 NPR 9E 0, 79= = = = III.10.- DISEO MECNICO DE LA COLUMNA Altura de la columna de rectificacin La longitud de la columna se puede definir como: ( )columnaH NPR 1 t 2 d NPR e = + + Donde: Hcolumna: Longitud de la columna, m. NPR: Nmero de platos. t:Distancia entre platos, m. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 182 d24: Distancia entre los platos inferior y superior con los fondos en metros columnacolumnaH (9 1) 0, 6(m) 2 1(m) 9 0, 002(m) H 6,8m= + + = As la longitud25 de la columna es de 6,8 m La esbeltez k, ser la relacin altura / dimetro: ( )( )6,8 mk 6,81 m= = Al ser menor de 10 har que el fondo sea del tipo Korbbogen. AlserlosfondostipoKorbbogenvamosacalcularlaalturaque tienen estos tipos de fondos. Radio del fondo toriesfrico: R = 500+10+10 = 520 mm. Radio de curvatura del fondo toriesfrico: r = 0,8 R = 416 mm Altura del fondo sin la altura de curvatura: H = R 0,2= 104mm Laalturatotaldelatorreseobtienesumandolaalturadelaco-lumna ms dos veces la altura fondo Korbbogen. Por tanto se ha obtenido una altura de columna total a: ( ) ( )final finalH 6,8 m 0,104 m 2 7, 00m H 7,00m = + = = 24 Por bibliografa se ha encontrado el valor de un metro, como norma general en el diseo. 25 Esta altura no est teniendo en cuenta los fondos, con lo cual no es la altura final de la columna. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 183 As se puede concluir que la altura total de la torre es de 7 metros, incluidos los fondos. Clculo de los espesores de la columna Paraelclculodelosespesoresseutilizarnexpresionesexperi-mentales para la estimacin del espesor de los recipientes a presin. Siendo la presin de diseo de 15,25 kg/cm2, se dispone de la rela-cin: es 7000, 019 es 0, 019 6, 65mmR 2| |= = = |\ Paraelclculodelespesorfinalesnecesariotenerencuentaun sobrespesorporcorrosin.EnelcasodelSplitter,setomarunso-brespesor (c) mximo de 2 mm, suficiente, puesto que los compuestos no son corrosivos. ( ) ( )ces es c 6, 65 mm 2 mm 8, 65mm = + = + = Hay que tener en cuenta que se debe de colocar un material para el ais-lamientodelacolumna.Seemplearcomoaislantelanadevidrio,por ser el material ms econmico que cubre los rangos de operacin con los quesetrabaja(lalanadevidriosepuedeaplicarparatemperaturasde hasta 370C). Paradeterminarelespesorptimodeaislante,seemplearlaTa-bla37 quepermite obtener el espesorenfuncin deltipo de procesoy de la temperatura de trabajo. Hay que resear que esta tabla est basada en datos de silicato de calcio pero que se puede emplear para otros mate-riales aislantes, entre ello, la lana de vidrio. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 184 Tabla 37.- Espesor ptimo de aislamiento. Temperatura (F) ServiciosHasta 199299399499599 Procesos generales1 11/211/211/211/2 Generacin de vapor111/2221/23 Para el caso de la columna de rectificacin se ha seleccionando el apartado de procesos generales y el rango de temperatura de hasta 199F, con lo que resulta que el espesor de aislamiento es de: 1,5 in = 38mm. Adems, el aislamiento se recubrir de una capa de aluminio para protegerlofrentealaccesodeagua,aldeterioromecnicoyalataque qumico. Con todo esto se puede decir que el espesor final de la colum-na, teniendo en cuenta el aislamiento de la misma es. ( ) ( )f c fes es aislamiento 8, 65 mm 38 mm 46, 65mm es 46, 65mm = + = + = = Clculo del peso de la columna Parahallarelpesodelacolumnaentodosuconjunto,habrque desglosar previamente cada uno de los componentes ms influyentes de-ntro de la misma. Pesodelosfondos:porconsideracionesgeomtricasydedensi-dad de material, se tiene 8,75kg/mm de espesor para fondos tipo Korbbogen de acero AISI 316L de 1000 mm de dimetro, (Tabla 35).Hayquetenerencuentaquesondosfondosyelespesorde 8,65mm. Tabla 38.- Datos orientativos fondos Korbbogen. D (mm)e (mm)Peso (kg/mm e) 6004-103,26 7004-104,33 8004-105,67 9004-107,19 10004-108,75 Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 185 Con lo cual se obtiene que el peso de los fondos es de: 151 kg Peso de la envolvente: se puede calcula mediante la expresin: ( )2 2e oW D D H4= [50] Donde:We : Peso de la envolvente en kg. Do : Dimetro exterior de la envolvente en m.D : Dimetro interno de la envolvente en m. H : Altura de la columna, sin los fondos, en m. : Densidad del material en kg/m3. Sustituyendo todos los datos en la ecuacin [50] se obtiene se tie-ne que We es de: 858,78 kg. ( ) ( ) ( )( )2 2 2 2e 3kgW 1, 01 m 1 m 6,8 m 8000 858, 78kg4 m | |= = |\ Pesodelosplatos:secalculaenbasealreaactivadelplatote-niendo en cuenta el espesor y la densidad26 del acero y aadiendo un porcentaje del 10% en concepto de los derramaderos, vlvulas y elementos de soportado del plato. Peso1,1 0, 027 0, 002 8000 0, 48kg / platoPlatokg9 platos Peso 0, 48 9platos 4, 32kg W 4, 32kgplato= =| | = = = |\ Pesodelastuberasconectadas:setienenencuentaelpesode las tuberas conectadas de la siguiente forma: se le aade un 5% al 26 Ver al final del anexo la tabla de especificaciones del material Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 186 pesodelacolumnaenelcasodequelarelacinalturadelreci-piente y dimetro seamenor que 10, y un 3% en caso de ser ma-yor. Para este caso en particular esta relacin es menor a 10 con lo cual hay que aadirle un 5% al peso. Pesodeaccesoriosdiversos:seaadeun5%debidoalpesode accesoriosdiversosconectadosdirectamentealacolumna,como pueden ser los registros de entrada a las bocas de hombre, pescan-tes y otros accesorios para izado, escaleras, etc. Teniendoencuentael10%debidoatuberasyotrosaccesorios conectados nos queda un peso total de la columna vaca de: ( ) ( ) ( ) ( )columna envolvente fondos platos tuberas accesorioscolumnaW W W W W WW 858, 78 kg 151 kg 4, 32 kg 1,1 1.115, 51kg= + + + += + + = Otra de las pruebas necesarias en el diseo mecnico, es el clculo delpesodeaguacontenidaenlacolumna,Wagua,calculadoconlasi-guiente expresin: 2agua fondosW V D H4 | |= + |\ [51] Siendo:Wagua: Peso del agua contendida en la columna (kg). Vfondos: Volumen de los fondos (m3). : Densidad del agua (kg/m3). D: Dimetro de la columna (m). H: Altura de la columna sin fondos (m) Sustituyendotodoslosvaloresseobtienequeelclculodelpeso del agua contenida en la columna es de: Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 187 ( ) ( ) ( )3 2 2agua 3 3aguakg kgW 2, 09 m 1000 1 m 6, 8 m 10004 m mW 7.430, 71kg | | | | | |= + |||\ \ \ = Se obtiene un peso final de columna llena de agua, Wtotal, de: ( ) ( )total agua columnatotal totalW W WW 7.430, 71 kg 1.115, 51 kg12.418,88kg W 8.546, 22kg

= += + = = Seccin de la columna La seccin de la columna, S, sin contar con el sobreespesor para la corrosin se obtendr como: ( )( )22OS D D 2 c4| |= + |\ [52] Siendo: A. Seccin de la columna cm2. Do: Dimetro exterior de la envolvente. D: Dimetro interno de la envolvente. c: Sobreespesor de la envolvente. Sustituyendo los valores, que son totalmente conocidos por los apartados anteriores, se resuelve la ecuacin anterior: ( ) ( ) ( ) ( )( )22 2 2S 101 cm 100cm 2 0, 2 cm 94, 90cm4= + = Dividiendoelpesodelacolumnallenadeagua,Wagua,entrela seccin, S, obtenemos la tensin debida al peso, peso: Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 188 ( )( )totalpeso peso228.546, 22 kgW kg90, 06S cm94, 90 cm = = = Tensin debida a la presin interna. La tensin debido a la presin interna, p.int, se obtiene como: ( )presin,intD 2 cP4 e c| |+ = | | \ [53] Siendo:p.int : tensin debida a la presin interna (kg/cm2). P: Presin de diseo (kg/cm2). D: Dimetro de la columna (cm). C: sobreespesor para la corrosin (cm). e: Espesor de la chapa de la envolvente (cm). ( ) ( )( ) ( ) ( )presin,int2 2presin,int2100 cm 2 0, 2 cmkg kg16, 83 94, 93cm cm 4 4, 65 cm 0, 2 cm

kg 94, 93cm| |+ | | = =| || \ \ = Tensin debida al viento Latensindebidaalviento,sedeterminamediantelaexpresin, que en caso de las columnas expuestas abiertamente a la accin del vien-to, es: vvientoMZ =[54] Donde: viento : tensin debida al viento (kg/cm2). Mv : Movimiento debido al viento (kg cm). Z: Modulo de resistencia (cm3). Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 189 El modulo de resistencia, Z, se calcular a travs de la expresin: ( )44ooD D 2 cZ32 D| | + | = |\ [55] Todos los parmetros son conocidos ya que el mdulo de resisten-ciaslodependedeldimetrointernoyexternodelaenvolvente,as como del sobreespesor pro corrosin de la misma. Elmovimientodebidoalaaccindelviento,Mv,sedetermina mediante la siguiente expresin: 2v e cHM P D2| |= |\ [56] Siendo:Mv: movimiento debido a la accin del viento (kgcm). Pe: Presin efectiva del viento (kg/cm2). Dc: Dimetro exterior columna incluyendo aislante (cm). H: Altura de la columna (cm). Lapresinefectivadelviento,Pe,seobtieneconformealoesta-blecido en la Norma NBE-EA-95, correspondiente a estructuras de ace-ro en la edificacin: 4e vP P C K m 10= [57] Donde: Pe: Presin efectiva del viento (kg/cm2). Pv: Presin dinmica del viento (kg/cm2). C: Coeficiente elico. K: factor elico de esbeltez. m: Coeficiente debido a escaleras, tuberas, etc. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 190 Los valores para cada trmino de la ecuacin para la obtencin de la presin efectiva, Pe, se obtienen de datos tabulados (Ver Tabla 40, Ta-bla 41, Tabla 42, Tabla 43). As,teniendoencuentatodosestosfactoresyrevolviendolas ecuacionesanterioresdeformaescalonada,inversamentealoexpuesto, se obtiene la tensin que produce el viento. 4e 2 2kg kgP 100 0, 6 1, 25 1,3 10 0, 01cm cm| |= = |\ ( )( )( )2 2v 2700 cmkgM 0, 01 101 cm 247.450 kg cmcm 2| || | | = = | |\ \ ( )( )( )4443viento viento2 23101 100 2 0, 2cmZ 2.459,07cm 32 101 cm247.450 kg cmkg kg100,63 100,63 cm cm 2.459, 07 cm| | + | | | = = | |\ \ = = = Para concluir, como ya se anticip, la Tabla 40 es una tabla resu-menconeldimensionamientomsimportantede lacolumnaderectifi-cacin S-1. Tabla 39.- Resumen del dimensionamiento del Splitter S-1.DIMENSIONES DE LA TORRE Dimetro de plato 1 mP`13,5mm Espaciamiento de plato 0,6 mA. Activa0,27 m2 N de platos9A. Orificio0,027 m2 Altura de la columna7 mA. Neta0,61 m2 Espesor de plato0,002 mA. Total0,79 m2 Dimetro de orificio 0,0045 mA. Derramadero0,09 m2 Distancia con fondos1 mLongitud Verted270,75 m Velocidad del vapor1,12 m/sEspesor aislante38 mm Peso de la columna12.418,88 kgSeccin columna742,08 cm2 27 Longitud de Vertedero Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo III: Diseo de la columna de rectificacin.Documento N 1: Memoria 191 Tabla 40.-Presin dinmica del viento, segn NORMA NBE-EA-95. ALTURA DE LA CORONACIN(m) VELOCIDAD DEL VIENTO(m/s2) PV (kg/m2) NORMALEXPUESTA 0-10-2850 11-30-3475 31-1000-4040100 >10041 - 10045125 -> 10049150 Tabla 41.- Coeficiente elica, segn NORMA NBE-EA-95. CLASES DE CONSTRUCCINCOEFICIENTE ELICO, C Prismticas: *Rectangular o combinacin. *Ortogonal o combinacin. 1,2 1,0 Esfricas: *Esfricas o semiesfricas. *Casquetes esfricos de(H/D 1/4). 0,4 0,2 Cilndricas: *Superficie rugosa o nervada. *Superficie muy lisa. 0,8 0,6 Tabla 42.- Factor elico esbeltez, segn NORMA NBE-EA-95. ESBELTEZ (H/D)1-5 1060 K11,251,50 Tabla 43.- Factor m debido a escaleras, pescantes, etc.segn NORMA NBE-EA-95. DIMETRO EXTERIOR (mm)Metros D < 5001,50 50 < D < 10001,40 1000 < D Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 238 La ecuacin de Barlow es:extP Dt M c2| |= + | \ [76] Siendo: t: Espesor (in). M: Tolerancia de fabricacin. P35: Presin de diseo (lb/in2). Dext : Dimetro exterior (in). : Tensin admisible (lb/in2). c : Espesor de correccin (in). Los Schedule ms comunes y utilizados para el transporte de este tipodefluidos,son40STyST,utilizndose40STparaeltransportede lquidos, y ST para el de vapor. LatensinadmisibleparaacerosinoxidablesAISI316Lenfun-cin de la temperatura, se recogen en la siguiente tabla: Tabla 61.- Tensiones admisibles en aceros inoxidables en funcin de la T. Temperatura(F)-20 100100 200200 - 400 admisible (lb/in2)159001330011000 Para cada lnea se obtiene una tensin admisible: Tabla 62.- Tensiones admisibles en funcin de la temperatura. LneaTemperatura (F)36 admisible (lb/in2) 1138,5113300 2138,5113300 361,3915900 461,3915900 561,3915900 35 La presin de diseo es 110% de la presin de operacin, es decir, 16,5 bar. 36 La Temperatura es superior a 10C a la temperatura de operacin en cada caso. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 239 LneaTemperatura (F)37 admisible (lb/in2) 661,3915900 7177,1513300 8177,1513300 9177,1513300 10177,1513300 Enla siguiente tabla semuestran los dimetros obtenidosenfun-cin de la temperatura y del dimetro interior. Previamente se debe cal-cular el espesor de la tubera, mediante la ecuacin [76]. Puesto que to-dos los clculos se realizan de la misma manera, a continuacin se refle-jan los parmetros comunes a todos los clculos, sustituyendo as las va-riablesquefaltan quesondependientesdecada dimetro internoyten-sin admisible. ( )( )ext22lb239, 31 D inint 1,125 0,125 inlb2in| | | | ||\ |= + | | | ||\ \ Tabla 63.- Comprobacin de que cada lnea se encuentra en rgimen turbulento. LneaDi interno(in) Di externo(in) Temp

(F) adm

(lb/in2) t (in) extDt Schedule 144,500138,51133000,192440ST 244,500138,51133000,192440ST 355,56361,39159000,1930ST 422,37561,39159000,1912,540ST 522,37561,39159000,1912,540ST 633,50061,39159000,191940ST 755,563177,15133000,1912,540ST 81,251,660177,15133000,199ST 955,563177,15133000,193040ST 1055,563177,15133000,193040ST 37 La temperatura es superior a 10C a la temperatura de operacin en cada caso. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 240 Se comprueba si la suposicin con la que se empez los clculos (rgimen turbulento), es correcta: ( )( )3kg mv D mm sRePa s| | | | ||\ \ = [77] Tabla 64.- Comprobacin del rgimen turbulento. Lnea Di interno(m) Velocidad (m/s) (Pa s) (kg/m3) Re Re1 105 Reg.Turb 10,12,009,8210-5493,701,01107 SI 20,12,009,8210-5 493,701,01107SI 40,050,529,6010-5484,001,32105SI 50,050,529,6010-5484,001,32105SI 60,080,619,6010-5484,002,46105SI 70,131,438,9910-5475,101,0106SI 90,131,008,9910-5475,106,85105SI 100,131.008,9910-5475,106,85105SI Secomprueba quelasuposicin para iniciar losclculossecum-ple. Espesores de aislamiento Para las condiciones de operacin de este proceso el material ais-lante ms adecuado, a la vez que econmico, es la lana de vidrio. La se-leccindelosdiferentesespesoresdeaislantesehaceenfuncindel rangodetemperaturasyeldimetronominaldelatuberamediantela Tabla 65. Una vez se conozca el espesor nominal del aislante, haciendo uso de la Tabla 66 se puede conocer el espesor real de ste. Los resulta-dos finales para las lneas de la planta que conducen fluidos se resumen en la Tabla 67. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 241 Tabla 65.- Espesores nominales en funcin de la temperatura de operacin y del dimetro nominal. Dimetro Nominal (in) T de operacin (F)Espesor nominal Ais-lante (in) 0-99100-199200-29911 2 1111,001,562,88 1110,881,442,75 11111,061,562,63 1 1110,881,632,44 1 1111,001,502,81 21111,031,562,59 2 1111,031,842,84 31111,001,532,53 3 1112,181,782,78 41111,031,532,53 51111,001,502,56 Tabla 66.- Espesores Nominales y Reales de Aislante de las lneas que conducen fluidos. LneaD. Nominal (in)Esp. Nom. (in)Esp. Real (in) 1411,03 2411,03 3511,00 4211,03 5211,03 6311,00 7511,00 81,2510,88 9511,00 10511,00 Prdida de Carga EnelapartadoanteriorsehacalculadoelnmerodeReynolds. Este nos servir en esta ocasin para hallar las prdidas de carga que se producenen100metrosdeconduccin,yaspoderlacompararconla fatigaadmisibleencadacaso.Se utilizarnnomogramas,quesonreso-luciones grficas de las expresiones experimentales, tal como: Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 242 ( )2v5Q LP 12, 75 4fD = [78] Siendo:P: Cada de presin, (Pa). (4f): Factor de friccin, se obtiene de la grficamente. : Densidad del fluido, (kg/m3). Q: Caudal de fluido (m3/s). L: Longitud de la tubera, en este caso 100 metros D: Dimetro interior de la tubera, (m). Unavezcalculadaslasprdidasdecarga,estassecompararcon las admisibles, enumeradas en un apartado anterior. Si la prdida de car-ga fuese mayor a la admisible, se deber tomar un dimetro mayor para la tubera. Como ya se viene haciendo en todo este anexo, debido a la canti-dad de lneas que hay que calcular, se proceder a realizar una tabla con todoslosparmetrosquesenecesitanaplicarenlaecuacin[78],yas hallar la cada de presin buscada. Elvalorde(4f)seobtienedelagrficadeMoody(FiguraN)38, aunque previamente hay que hallar de la Figura M. baco de rugosida-des relativas, las rugosidades relativas de cada tubera en funcin de los dimetros de las tuberas y rugosidades absolutas. Como todas corrientes circulan en rgimen turbulento, el factor de friccin slo depende de las rugosidades relativas y no del Reynolds como ocurrira si los fluidos cir-culasen en rgimen transitorio o laminar. 38 Todas las figuras se encuentran ubicada en el Addenda de figuras en los Anexos. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 243 Tabla 67.- Parmetros para el clculo de la cada de presin en las tuberas. LneaQv (m3/s) (kg/m2) D (m) /D 104 Re(4f)P (Pa) P (lb/in2) 10,016493,70,14,51,01 107 0,011177.258,0525,71 20,016493,70,14,51,01 1070,011177.258,0525,71 30,301,430,133,544.073,790,02310.1971,2214,79 40,001484,00,059,01,32 1050,02141.469,126,01 50,001484,00,059,01,32 1050,02141.469,126,01 60,003484,00,086,02,46 1050,01932.203,404,67 70,019475,10,133,51,0 1060,01694.233,5713,67 80,0191,180,031,158.962,220,3475.992,5111,02 90,013475,10,133,56,85 1050,01644.114,886,4 100,013475,10,133,56,85 1050,01544.114,886,4 Como se puede comprobar ninguna conduccin tiene una cada de presin superior a la admisible, por tanto los dimetros que se han esco-gido para las conducciones son coherentes. Por ltimo, a modo resumen se expone en la tabla que a continua-cin aparece, los datos ms significativos de las conducciones del siste-ma. Esta tabla tambin se encuentra en la memoria descriptiva en el cap-tulo referente a la red de distribucin de corrientes. Tabla 68.- Resumen de las caractersticas ms importantes de lasconducciones diseadas para este proceso. N Estado T (F) (kg/m3) D nom (in) Sched Esp Real Aislante (in) Re P (lb/in2) 1Lquido138,51493,70440ST1,031,01 107 25,71 2Lquido138,51493,70440ST1,031,01 10725,71 3Vapor61,391,435ST1,0044.073,7914,79 4Lquido61.39484,00240ST1,031,32 1056,01 5Lquido61,39484,00240ST1,031,32 1056,01 6Lquido61,39484,00340ST1,002,46 1054,67 7Lquido177,15475,10540ST1,001,0 10613,67 8Vapor177,151,181,25ST0,888.962,2211,02 9Lquido177,15475,10540ST1,006,85 1056,4 10Lquido177,15475,10540ST1,006,85 1056,4 Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 244 VII.4.- BRIDAS Y ACCESORIOS Bridas Las bridas son elementos universalmente adaptados para unir entre tramos de tuberas, o bien unir tuberas con vlvulas, recipientes o equi-pos de impulsin. Las conexiones por bridas son el medio ms utilizado para conser-varlaposibilidaddedesmontaje.Lasbridascomprimenunajuntade caucho, amianto o metal, que aseguran la estanqueidad. Las dimensiones delasbridas,delospernosysunmero,permitensoportarlapresin longitudinal resultante, adems de, apretar suficientemente la junta. Enlasconexiones porbridas,entretuberas ocon vlvulas, equi-pos, etc. los tramos de tubera deben estar bien alineados y sujetos y hay que asegurarse de ello antes de situar la vlvula, bomba, etc. en posicin, ya que, stas no deben soportar esfuerzos que resultaran perjudiciales, la posicincorrectadelasbridashayquecomprobarlasconunnivel,en sentido horizontal (colocndolo a lo largo del tramo de tubera) y en sen-tido vertical (colocndolo en la cara refrentada de la brida). Este tipo de conexinpuederealizarseconbridassoldadasalatuberaoconbridas roscadas a la misma, esto es: Bridas soldadas Seusalasoldadurapararealizarunionesentrebridasytubera. Las conexiones de este tipo son de ms calidad que las bridas roscadas, porque eliminan la posibilidad de prdidas a travs de la rosca, se man-tiene el espesor del tubo y la brida soldada pasa a ser parte integrante de la tubera. En servicios de alta presin, el mejor modo de hacer la soldadura Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VI: Diseo de la red de distribucin. Documento N 1: Memoria 245 es aportando cordones finos, limpiando e inspeccionando despus de ca-da cordn. De este modo, los defectos pueden ser descubiertos, ya que, se ob-servan antes de ser taponados con el siguiente cordn; tambin se consi-gue as, mediante el calor. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G.como combustibledeautomocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de los equipos de impulsin de corrientes.Documento N 1: Memoria Descriptiva 246 ANEXOVII DISEO DE EQUIPOS DE IMPULSIN DE CORRIENTES Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 247 VII.1.- GENERALIDADES DE CLCULO El parmetro ms importante en todo equipo destinado a la impul-sindefluidos,es laaltura deaspiracin disponible, que secalculapor medio de la expresin: ( )1 V1 E fP PHPSH z z hg= + [78] Siendo: P1: Presin en el punto inicial del tramo de aspiracin, (m). Pv: Presin de vapor en el tramo de aspiracin, (m). z1: Altura en el punto inicial del tramo de aspiracin, (m). zE: Altura en la aspiracin de la bomba, (m). hf: Prdidas de carga entre el punto inicial y final del tramo de aspiracin, (m). ComoyafueexplicadoenelAnexoA.AspectosTermodinmi-cos,laexpresindeAntoinenosproporcionalapresindevapordel fluido. Hay que tener en cuenta la temperatura de cada corriente. Para determinar la altura til de una bomba, se aplicar la ecuacin de Bernouilli entre el punto de aspiracin inicial y el punto final de im-pulsin: 2 21 1 2 21 bomba f 21 2P v P vz H h zg 2 g g 2 g+ + + = + + [79] Donde:P1, P2: Presiones en los puntos inicial y final (1 y 2). (Pa). z1, z2: Alturas en los puntos 1 y 2, (m). v1, v2: Velocidad en los puntos 1 y 2, (m/s). g: Aceleracin de la gravedad, (m/s2). Hutil: Altura til, (m). hf: Prdidas de carga entre los puntos 1 y 2, (m). Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 248 Lasprdidasdecarga,hf,sonconsecuenciadelasumadelas prdidas por la tubera y por los accesorios: f t ah h h = + [80] Las prdidas por friccin en los tramos rectos de tubera se calcu-lan por medio de la ecuacin de Darcy: 2fL vh (4f )D 2 g= [81] Donde:ht: Prdidas de carga en tramo recto de tubera, (m). L: Longitud de la tubera, (m). D: Dimetro interno de la tubera, (m). (4f): Factor de friccin. v: Velocidad del fluido (m/s). g: Aceleracin de la gravedad (m/s2). El factor de friccin de la ecuacin de Darcy se determina a partir del diagrama de Moody (Figura N). En dicho diagrama se obtiene el va-lor de (4f) en funcin del nmero de Reynolds, Re, y de la rugosidad re-lativa, /D (Figura M). Para las prdidas de carga en los accesorios se usa la expresin: 2avh K2 g= [82] en donde el factor K es un coeficiente de resistencia caracterstico para cada accesorio. Sobre un esquema del proceso y las distancias de seguridad de las Figuras O y P,del Addenda de figuras en los Anexos, se hace una esti-Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 249 macin de longitudes. Sin olvidar que es una estimacin inicial, base pa-ra el clculo de los requerimientos de las bombas. El desarrollo y trazado final de la tubera no ser objeto de trabajo en el presente proyecto, y a las bombas se les aplicar un factor de seguridad para contemplar la po-sibilidad de trazado con mayores prdidas de carga a los previstos. La altura til de la bomba se calcula mediante la siguiente expre-sin: ( )22util 2 1 f 12vH z z h2 g= + + [83] Donde:z1, z2: Alturas en los puntos 1 y 2, (m). v2: Velocidad en los puntos 1 y 2, (m/s). g: Aceleracin de la gravedad, (9,8 m/s2). hf12:Prdidasdecargadebidoalrozamientoyalosaccesorios, (m). La presin mxima se calcula mediante la siguiente ecuacin: 2 2s s 1 11 bomba f ,1s s1 sP v P vz H h zg 2 g g 2 g+ + + = + + [84] Donde:P1, Ps: Presiones en los puntos inicial y final (1 y S). (Pa). z1, zs: Alturas en los puntos 1 y S, (m). v1, vs: Velocidad en los puntos 1 y S, (m/s). g: Aceleracin de la gravedad, (9,8 m/s2). Hutil: Altura til, (m). hf: Prdidas de carga entre los puntos 1 y S, (m). Para identificar cada una de las lneas y llegar a una correcta com-Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 250 prensindelsistemadeimpulsin,esrecomendableconsultarelDia-grama de flujo del plano N 2, adems de la Tabla 58.- Lneas de la Red de Distribucin del Proceso. Los apartados sucesivos del presente anexo, han sido destinados al clculo de los parmetros explicados hasta el momento, para cada una de las bombas que son necesarias en el proceso que se est describiendo. Antesdelcomienzodelclculodelasprdidasdecarga,ht,es conveniente aclarar, y recordar ,que ese trata de un estudio estimativo, es decir, se ha realizado para unas distancias razonables de seguridad entre depsitosycolumnayunosaccesorios queseprevnque hayaencada lnea. El desarrollo y disposicin final de la unidad en una refinera no es objeto de trabajo del presente proyecto fin de carrera. Por motivos de seguridad las bombas se duplican. De este modo la unidad podr seguir funcionando en caso de avera. Una vez realizados los clculos se han buscado las caractersticas de las bombas diseadas en un catlogo comercial. VII.2.- CLCULO DEL EQUIPO B-1 Paralaexplicacindelclculodeldiseodelasbombassevaa procederarealizardetalladamentedichoclculoparalabombadeim-pulsin del reflujo lquido. Alabombadestinadaparaimpulsarelreflujolquidodesdeel tanque de almacenamiento A-1,hasta la entrada a la torre S-1, se le ha denominado como equipo de impulsin B-1. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 251 Altura Neta de Succin Positiva Paraesteapartadomuchosdelosdatosyasonconocidosdel Anexo VI.- Lneas de distribucin de corrientes, por ello se va a hacer uso de la Tabla 67 que se encuentra en dicho anexo. Para este primer equipo de impulsin, la lnea de distribucin es la lnea denominada L-5. Las caractersticas ms llamativas son las siguien-tes: LneaQv (m3/s) (kg/m2)v (m/s)D(m)/D 104 Re(4f) 50,001484,00,520,059,01,32 1050,021 Adems de estos datos son conocidoslos siguientes: P1 = Pv ZE = 0 m. NPSH = 1 m. Conestosdatos,enprimerlugarseprocederalclculodelas prdidas por friccin en el tramo recto por medio de la ecuacin de Dar-cy, ecuacin [81].La longitud de la tubera se toma de manera estimati-va en 33,5 metros. ( )( )( )222 2ftr2m0, 5233, 5 m s L vh (4f ) 0, 021 0,19mm D 2 g 0, 05 m2 9, 81s| | |\ = = = | | |\ Los accesorios que se preveen en este tramo y que se deben tener en cuenta para las prdidas de carga son: - 33,5 m de tubera. - 2 codos de 90. K = 0,75. - 1 vlvula de compuerta. K = 0,17. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 252 - 1 entrada tubera. K = 0,5. - 1 salida tubera. K = 1. Se aplica la ecuacin [82] y se obtiene: [ ]222 2a2m0, 52s vh K 0, 75 2 0,17 0, 5 1 0, 04mm 2 g2 9, 81s| | |\ = = + + + = | | |\ La prdida de carga total por friccin es la suma resultante ente la prdida producida por los tramos rectos ypor los accesorios. ( ) ( )f ftr ah h h 0,19 m 0, 04 m 0, 23m = + = + = Finalmente sustituyendo en [78] y despejando Z1, se obtiene: ( )( ) ( ) ( ) ( )1 v 1 v1 E f 1 E f1 1P P P PNPSH z z h z NPSH z hg gz 1 m 0 m 0 m 0, 25 m 1, 25m z 1, 25m = + = + + = + + + = = Resulta que la altura en el punto 1 es de 1,25 metros. Se le debe de aplicar un factor de seguridad del 10%, con lo que se obtiene una altura en el punto 1 de 1,38 metros. Como su dimetro es de 0,77 y est al 80% de su capacidad, la altura del lquido que alberga ser de 2 metros. Con este valor de Z1 igual a dos metros se obtiene el NPSHrequerido 1 frequerido requeridoNPSH z h 2(m) 0, 25(m) 1, 75(m)10% NPSH 1, 58m NPSH 1, 58m= = = = Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 253 Altura til SeaplicaBernouillientreelpunto1situadoenlasuperficiedel lquido en el botelln de reflujo A-1 (z1 =2) y un punto 2 a la entrada de lacolumnaenlazonadestinadaalreflujo(5,3metros).Segnlas nor-mas de seguridad debe existir entre la bombay la columna de rectifica-cinunos200pies,61,8metros,dedistancia.Portantolasprdidasde friccin se deben volver a estimar. Los accesorios que se han estimado colocar son: -5 codos de 90. K=0,75. -3 vlvulas de compuerta. K=0,17. -1 vlvula de retencin. K=10. -1 entrada de tubera. K=0,5 -1 salida de tubera. K=1. Aplicandoelprocedimientoanteriorsetienequelaprdidade carga en este caso es de: 0,58 metros. As mismo aplicando la expresin [83], se determina la altura til: ( ) ( ) ( ) ( )222 22util 2 1 f 122utilm0, 52s vH z z h 5, 3 m 2 m 0, 58 m 3,89mm 2 g2 9,81s10% H 4, 28metros| | |\ = + + = + + = | | |\ = Presin Mxima SeaplicaBernouillientreelpunto1situadoenlasuperficiedel lquido en el botelln de reflujo y un punto S a la salida de la bomba. Datos: P1 = 1,4105 Pa. 1 = S z1= 2 m Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 254 zs= 0 m v1 = 0 m/s. vs= 0,52 m/s. hf(1,S) = hf(1,E) = 0,25 m. Htil = 4,28 m. Sustituyendoenlaexpresin[84],obtenemoslapresinmxima de operacin.2 2s 1 1s 1 bomba f ,1s s s1v P vP z H h z gg 2 g 2 g (= + + + ( ( ) ( )( ) ( )222 53 2 2s3 22222sm0s 1, 4 10 (Pa)2 m 4, 28 mkg m m484 9,81 2 9,81m s s kg mP 484 9,81m sm0,52s0, 25 m 0 mm2 9,81sP 1.428.565, 24Pa ( | | (|\ (+ + + (| | | | | | (|||\ \ \ | | | | (= || (\ \ | | ( | ( \ (| | ( | (\ = Aplicndole un factor de seguridad del 10%, se obtiene que la pre-sin mxima de operacin es 1.571.421,77 Pa. PDiseo = 1.571.421,77 Pa = 15,71 bar = 227,92 psig. Potencia de la Bomba Calculamos la potencia necesaria para impulsar el fluido mediante una bomba como: ot v til ototP Q g H P 0,001 484 9,81 4,28 203,22WP 203,22W 0,20kW 0,27C.V= = == = = Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 255 La bomba que cumple con las condiciones necesarias corresponde a una bomba de la Familia Itur Serie IN, Modelo 32/125A y que tiene las siguientes caractersticas: - 1450 r.p.m. y 125 mm de dimetro de rodete. - Q = 3,6 m3/h. - NPSH = 1,58 m. - Htil = 4,28 m. Hayquerecordarqueconestascaractersticassecolocarndos bombas con un by-pass por seguridad. VII.3.- CLCULO DEL EQUIPO B-2 Para este equipo de impulsin, y sucesivos, slo se va a presentar los datos obtenidos tras los diferentes clculos realizados. El mtodo de clculo es el mismo que el utilizado en el apartado anterior. Altura Neta de Succin Positiva Lalneadedistribucinalaquecorrespondeesteequipo,esla lnea denominada L-7. Las caractersticas ms llamativas son las siguien-tes: LneaQv (m3/s) (kg/m3) v (m/s)D(m)/D 104 Re(4f) 70,019475,101,430,133,51,0 106 0,016 Adems de estos datos son conocidoslos siguientes: P1 = Pv Z1 = 2,9 m ZE = 0 m. NPSH = 1 m. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 256 Enprimerlugarseprocederalclculodelasprdidasporfric-cin en el tramo recto y los accesorios por medio de la ecuacin de Dar-cy, expresiones [81] y [82]. Lalongituddelatuberasetomademaneraestimativaen26,3 metros. Los accesorios que se preveen en este tramo y que se deben tener en cuenta para las prdidas de carga son: - 4 codos de 90. K = 0,75. - 1 vlvula de compuerta. K = 0,17. - 1 entrada tubera. K = 0,5. - 1 salida tubera. K = 1. ( ) ( )f ftr ah h h 0,33 m 0, 49 m 0,82m = + = + = Finalmente sustituyendo en [78] se obtiene: 1 frequerido requeridoNPSH z h 2, 9(m) 0, 82(m) 2, 08(m)10% NPSH 1, 87m NPSH 1, 87m= = = = Altura til SeaplicaBernouillientreelpunto1situadoenlacoladelaco-lumna y un punto 2 a la entrada del caldern. Los datos principales son: P1 = P2 1= 2

Z1 = 2,9 m. Z2 = 1,64 m (Entrada al caldern, ver apartado siguiente). v1=0 m/s. v2=1,43 m/s. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 257 Los accesorios que se han estimado colocar son: -15 metros de tubera. -7 codos de 90. K=0,75. -2 vlvulas de compuerta. K=0,17. -1 vlvula de retencin. K=10. -1 entrada de tubera. K=0,5 -1 salida de tubera. K=1. Laprdidadecargaenestecasoesde:1,97metros.Asmismo aplicando la expresin [83], se determina la altura til: ( ) ( ) ( ) ( )222 22util 2 1 f122utilm1, 43s vH z z h 2,9 m 1, 64 m 1,97 m 3,33mm 2 g2 9,81s10% H 3, 67metros| | |\ = + + = + + = | | |\ = Presin Mxima SeaplicaBernouillientreelpunto1situadoenlasuperficiedel lquido en el botelln de reflujo y un punto S a la salida de la bomba. Datos: P1 = 1,6105 Pa. 1 = S z1= 2,9 m zs= 0 m v1 = 0 m/s. vs= 1,43 m/s. hf(1,S) = hf(1,E) = 0,82 m. Htil = 2,33 m. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 258 Sustituyendoenlaexpresin[84],obtenemoslapresinmxima de operacin. ( ) ( )( ) ( )222 53 2 2s3 22222sm0s1,6 10 (Pa)2,9 m 3,67 mkg m m475,1 9,81 2 9,81m s s kg mP 475,1 9,81m sm1,43s0,82 m 0 mm2 9,81sP 1.623.407,49Pa (| | (|\ (+ + + (| | | | | | |||(\ \ \ | | | | (= || (\ \ | | ( |\ ( (| | ( |\ = Aplicndole un factor de seguridad del 10%, se obtiene que la pre-sin mxima de operacin es de 1.620.068,06 Pa. PDiseo = 1.623.407,49 Pa = 16,2 bar = 234,97 psig. Potencia de la Bomba Calculamos la potencia necesaria para impulsar el fluido mediante una bomba como: ot v til ototP Q g H P 0, 019 475,1 9,81 3, 67 324,99WP 324,99W 0,32kW 0, 43C.V= = == = =

La bomba que cumple con las condiciones necesarias corresponde a una bomba de la Familia Itur Serie IN, Modelo 80/160B y que tiene las siguientes caractersticas: - 1450 r.p.m. y 160 mm de dimetro de rodete. - Q = 68,4 m3/h. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 259 - NPSH = 1,87 m. - Htil = 3,67 m. Con estas caractersticas se colocarn dos bombas con un by-pass por seguridad. VII.3.- CLCULO DEL EQUIPO B-3 El mtodo de clculo es el mismo que el utilizado en los apartados anteriores. Lalneadedistribucinalaquecorrespondeesteequipo,esla lneadenominadaL-10.Estabombadeimpulsintrasladaellquido desde el caldern hasta el tanque de almacenamiento A-2, pasando por un intercambiador de calor para el acondicionamiento del producto. Las ca-ractersticas ms llamativas son las siguientes: LneaQv (m3/s) (kg/m3) v (m/s)D(m)/D 104 Re(4f) 100,019475,101,430,133,56,85 106 0,015 Adems de estos datos son conocidoslos siguientes: P1 = Pv Z1 = 2,9 m ZE = 0 m. NPSH = 1 m. Enprimerlugarseprocederalclculodelasprdidasporfric-cin en el tramo recto y los accesorios por medio de la ecuacin de Dar-cy, expresiones [81] y [82].La longitud de la tubera se toma de manera estimativa en 13,5 metros. Los accesorios que se preveen en este tramo y que se deben tener en cuenta para las prdidas de carga son: Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 260 - 2 codos de 90. K = 0,75. - 1 vlvula de compuerta. K = 0,17. - 1 entrada tubera. K = 0,5. - 1 salida tubera. K = 1. Sustituyendo en las expresiones [81] y [82], se obtiene como su-matorio de las mismas que la prdida de carga por friccin es: fh 0,49m = Finalmentesustituyendoen[78]resultaquez1 esde 1,49metros. Aplicndoleunfactordeseguridaddel 10%setiene quelaalturaenel punto 1 es de 1,64 metros. Con lo que se puede deducir: 1 frequerido requeridoNPSH z h 1, 64(m) 0, 49(m) 1,19(m)10% NPSH 1, 07m NPSH 1, 07m= = = = Altura til SeaplicaBernouillientreelpunto1situadoenlasuperficiedel lquido del caldern y un punto 2 a la salida de la tubera que da al tanque de almacenamiento. Los datos principales son: P1 = P2 1= 2

Z1 = 1,64 m. Z2 = 8 m (Salida de la tubera de entrada al tanque). v1= 0 m/s v2=1,43 m/s. Los accesorios que se han estimado colocar son: -106,68 metros de tubera. -10 codos de 90. K=0,75. Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 261 -2 vlvulas de compuerta. K=0,17. -1 vlvula de retencin. K=10. -1 entrada de tubera. K=0,5 -1 salida de tubera. K=1. -Prdidadecargadebidoaunintercambiadordecalor.hf =7,78m Laprdida decarga enestecaso es de:11,08metros.Asmismo aplicando la expresin [83], se determina la altura til: ( ) ( ) ( ) ( )222 22util 2 1 f122utilm1, 43s vH z z h 1,64 m 8 m 3,3 m 4,82mm 2 g2 9,81s10% H 5,03 metros| | |\ = + + = + + = | | |\ = Presin Mxima SeaplicaBernouillientreelpunto1situadoenlasuperficiedel lquido en el botelln de reflujo y un punto S a la salida de la bomba. Datos: P1 = 1,6105 Pa. 1 = S z1= 1,64 m zs= 0 m v1 = 0 m/s. vs= 1,43 m/s. hf(1,S) = hf(1,E) = 0,49 m. Htil = 5,03 m. Sustituyendoenlaexpresin[84],obtenemoslapresinmxima de operacin.Diseo de un proceso de separacin para la obtencin de L.P.G. como combustible de automocin, a partir de una mezcla dehidrocarburosC2, C3 y C4 Anexo VII: Diseo de equipos de impulsin de corrientes. Documento N 1: Memoria 262 ( ) ( )( ) ( )222 53 2 2s3 22222sm0s 1,6 10 (Pa)1,64 m 5,03 mkg m m475,1 9,81 2 9,81m s s kg mP 475,1 9,81m sm1, 43s0,49 m 0 mm2 9,81sP 1.628.317,55Pa ( | | (|\ (+ + + (| | | | | | (|||\ \ \ | | | | (= || (\ \ | | ( | ( \ (| | ( | (\ = Aplicndole un factor de seguridad del 10%, se obtiene que la pre-sin mxima de operacin es de 1.628.317,55 Pa. PDiseo = 1.628.317,55 Pa = 16,3 bar = 234,97 psig. Potencia de la Bomba Calculamos la potencia necesaria para impulsar el fluido mediante una bomba como: ot v til ototP Q g H P 0, 019 475,1 9,81 5, 03 445, 43WP 445, 43W 0, 45kW 0, 61C.V= = == = =

La bomba que cumple con las condiciones necesarias corresponde a una bomba de la Familia Itur Serie IN, Modelo 80/160B y que tiene las siguientes caractersticas: - 1450