Elaboracion del acetato de sodio

JUSTIFICACION:

Debido a la amplia demanda que tiene el acetato de sodio trihidratado, como materia prima para la producción de ciertos productos farmacéuticos, industriales, y químicos, se vio la necesidad de hacer un análisis de costos para creación de una planta de acetato de sodio trihidratado ubicada en San Miguel de Allende Querétaro.  

OBJETIVO GENERAL:

Calcular la inversión para la obtención de una planta para la producción de acetato de sodio trihidratado.

OBJETIVOS ESPESIFICOS:

• Estimar los costos de producción de 10 toneladas de acetato de sodio trihidratado
• Estimar los costos del equipo y maquinaria utilizado para la producción de dicho producto
• Ubicar equipo y maquinaria dentro de la planta a través del plano correspondiente.

CALCULOS Y RESULTADOS:

BALANCEO DE LA REACCION (ESTEQUIOMETRIA)

Carbonato de sodio  +  Ac. Acético  →  Acetato de sodio  +  agua  +  dióxido de carbono

     A  Na2CO3         +    B  2CH3COOH   → C  2CH3COONa    +    D CO2  +    E H2O  

BALANCEO

Na:   2A = C                                                 EC. 1

C:     A + 2B = 2C + E                                   EC. 2

O:     3A + 2B = 2C +D + 2E                        EC. 3

H:     4B = 3C + 2D                                       EC. 4

DESPEJAMOS LA EC. 4              

    EC. 5[pic 1]

DE LA EC.1   SUPONIENDO QUE  C = 1

2A = 1             A = ½

SUSTITUYENDO EC. 5 EN EC. 2

 [pic 2]

 [pic 3]

½ + 3/2 +D = 2 + E

4/2 + D = 2 + E

D = 2 + E – 4/2

D = E        EC.6

SUSTITUYENDO EC. 6 EN EC. 5

       EC.7[pic 4]

SUSTITUYENDO EC.7 EN EC. 3

     [pic 5]

3/2 + 3/2 + E = 2 + 3E

E – 3E = 2 – 6/2

E = ½

SUSTITUYENDO VALORES EN EC. 2

½ + 2B = 2(1) + ½

2B = 2/2            B = 1

SUSTITUYENDO VALORES EN EC. 4

4(1) = 3(1) + 2D

-2D = 3 – 4

D = -1/-2          D = ½

A = ½

B = 1

C =1

D =  ½

E = ½

SUSTITUYENDO LOS VALORES EN LA REACCION

½ Na2CO3    +    CH3COOH     →    CH3COONa    +   ½  CO2    +    ½ H2O  

MULTIPLICANDO TODA LA REACCION POR 2 QUEDA:

Na2CO3  +  2CH3COOH   →  2CH3COONa  +  CO2  +  H2O  

BALANCE DE MATERIA:

Na2CO3  +  2CH3COOH   →  2CH3COONa  +  CO2  +  H2O   →  CH3COONa  ∙  3H2O

106 g      +    120 g                   164 g          +   44 g  + 18 g    =   226 g

 46.91 %      53.09 %          72.56 %            19.46 %    7.96 %   = 80.52 %              

 2CH3COONa  +  CO2  +  H2O   →  CH3COONa  ∙  3H2O

          82 g                         54 g    =        136 g

        60.3 %                      39.7 %                                                                                                      

       6030 Kg                   3970 Kg   =   10000 Kg

7795.30 Kg    +    8824.15 Kg     →     12060 Kg    +    32370.79 Kg     +    1323.33 Kg

1323.33(2) =2646.66Kg

1323.33 (0.1) = 132.33Kg

                        =2778.99Kg de H2O                        Gravedades  específica y densidades:

-13383.33 kg        80.52%                   8824.15 = 8.3959m3 CH3COOH[pic 7][pic 6]

+ 16621.12kg         100%                       2778.99 kg de H2O =2.779 m3 H2O[pic 8][pic 9]

3237.79 kg C02                                                           7795.30Kg = 3.0811 m3 Na2CO3[pic 10]

3.0811 m3 (0.18) = 0.55m3

3.0811m3 + 0.55m3 = 3.6356m3  Na2CO3

CANTIDADES:

Na2CO3         = 3.6356m3

CH3COOH    = 8.3959 m3

H2O              = 2.779 m3

                   Σ= 14.8105m3

Volumen de la reacción: 14.8105m3 (0.20%) = 2.9621m3

VTotal = 14.8105m3 + 2.9621m3 = 17.7726m3 

PRODUCTO FINAL:

 CH3COONa  ∙  3H2O   =  10000 Kg

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

El proceso comienza en el bombeo de las materias primas para crear una mezcla de agua con ácido acético con las cantidades de 2.779 m3 y 8.3959 m3 respectivamente.

Cada uno de estos reactivos son bombeados por medio de bombas centrífugas hacia el reactor con agitación, el cual tiene función de homogenizar la mezcla y llevar a cabo la reacción.

Una vez homogenizada esta mezcla se le añaden 155.906 sacos de carbonato de sodio (7795.30 Kg, cada uno contiene 50 Kg).

*un dato importante consiste en la forma de dosificar este último reactivo que se hace en el centro del reactor, a diferencia del ácido acético y agua, que se añaden por medio de tubería ubicada en la pared del reactor.

El siguiente paso se lleva a cabo mediante otra bomba centrifuga hacia un evaporador de capacidad de 18.37 m3 que va a eliminar agua en exceso de la mezcla.

*esta mezcla va a enfriarse por medio de una corriente fría, suministrada por una torre de enfriamiento que es un servicio auxiliar (que para su funcionamiento se alimenta con agua fría por medio una bomba centrifuga).

 Una vez evaporado se obtendrá una mezcla de cristales y aguas madres lo cual  van a entrar como alimentación por medio de una bomba BDP a una centrifuga (de capacidad de 16.009 m3); lo cual se extraerá las aguas madres.

 *Una vez centrifugado las aguas madres se almacenan en un tanque para su reconcentración posterior, después se lava la mezcla con metanol (volumen de 1026 L) que va a ser suministrado con una bomba centrifuga conectado a un aspersor para su roció homogéneo

Ya lavado será bombeado el metanol sobrante de esta operación a través de una bomba centrifuga hacia el tanque de residuos que tiene una capacidad de 36.19 m3.

Una vez lavada dicha mezcla, será desplazada por medio de una segunda BDP hacia un secador (capacidad de 294.52 m3).

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