Diseño del proceso de producción de ciclohexanona mediante la hidrogenación del fenol

摘要

El proyecto aborda la creación de un proceso industrial para producir un compuesto altamente demandado, ciclohexanona, mediante la implementación de toma de decisiones basadas en la experiencia, denominadas heurísticas. udLa toma de decisiones se encuentra estructurada en varios niveles fundamentales: las corrientes de entrada/salida del proceso, el diseño de reactores, la estructura de separación de los compuestos producidos junto a las corrientes de recirculación, el diseño de sistemas de separación alternativos, la integración energética, la evaluación del impacto medioambiental y la evaluación de riesgos para la salud y la seguridad, además de cuestiones referentes al control de la planta que permitan en todo momento obtener el compuesto deseado en condiciones seguras y estables. udEn primer lugar, el encargado del diseño de la planta debe identificar las variables fundamentales y que determinan por completo las decisiones de diseño, como las variables tecnológicas, económicas, de seguridad y medioambientales a tener en cuenta. De esta forma, se observa que, gracias a las heurísticas, no sólo hay un método adecuado, sino que existen múltiples alternativas de diseño que dan lugar al mismo resultado o que incluso hacen que el proceso sea más eficiente y disponga de un mayor rendimiento global. Todas estas alternativas son sometidas tanto a evaluaciones técnicas como económicas para valorar su implementación. udLa toma de decisiones en el diseño del proceso industrial se basa fundamentalmente en dos etapas: la síntesis del proceso y su correspondiente integración. La primera etapa resuelve y muestra el diagrama de flujo del proceso a desarrollar y las cantidades de materia a emplear y valorar. La segunda etapa intenta resolver los problemas asociados al consumo energético de la planta, a fin de maximizar la eficiencia de ésta, y reducir los costes asociados a los servicios auxiliares empleados en la planta como electricidad, gas natural, agua y otros servicios para conseguir las condiciones adecuadas en cada etapa del proceso. Por supuesto, ambas etapas se encuentran interrelacionadas y deben complementarse. udEl objetivo del proyecto consiste en minimizar las interacciones entre las dos etapas anteriores poniendo especial atención a la estructura de los equipos del diagrama del proceso. La parte fundamental del proceso es la estructura de reacción/separación junto con los reciclos correspondientes a determinar, donde todas las posibles alternativas del diseño del reactor y de la estructura de separación han de ser examinadas minuciosamente.udA la hora del diseño del proceso, la alimentación de los reactivos a la planta tiene importantes implicaciones en el control a nivel de inventarios que deben ser tenidos muy en cuenta para el correcto funcionamiento de la planta. udEn referencia a los sistemas de separación, se debe descomponer el problema global en series de subsistemas con el fin de resolver por separado corrientes que sean líquidas, gaseosas o sólidas por separado respectivamente, para las cuales existes numerosos métodos sistemáticos. udEl diagrama de flujo a desarrollar con los correspondientes balances de materia y energía obtenidos proporciona los elementos fundamentales para el dimensionamiento de los equipos y estimar los correspondientes costes de capital asociados a la adquisición de los equipos junto con los costes de operación a lo largo de la vida útil del proyecto, estableciendo los parámetros necesarios para evaluar la viabilidad económica del proceso. udAsí pues, el mayor logro del procedimiento sistemático a desarrollar en el proceso es el de obtener valores genéricos, proporcionando numerosas alternativas de proceso a fin de obtener la solución adecuada. Por supuesto, la solución alcanzada no es la única posible, ya que depende de las decisiones de diseño tomadas y las restricciones asociadas a estas decisiones. udPor último, cabe destacar que cualquier tipo de error conceptual que pueda producirse en la toma de decisiones son puntos muy favorables a la hora de mejorar el proceso y crear nuevas ideas de investigación y desarrollo en el futuro.