Diseño en Ingeniería Química – R. K. Sinnott – 5ta Edición

1 INTRODUCCIÓN AL DISEÑO

1.1. Introducción

1.2. Naturaleza del diseño

1.3. La anatomía de un proceso de producción química

1.4. La organización de un proyecto de ingeniería química

1.5. Documentación del proyecto

1.6. Códigos y estándares

1.7. Factores de diseño (márgenes de diseño)

1.8. Sistemas de unidades

1.9. Optimación

1.10. Referencias

1.11. Nomenclatura

1.12. problemas

2 FUNDAMENTOS DE LOS BALANCES DE MATERIA

2.1. Introducción

2.2. La equivalencia entre masa y energía

2.3. Conservación de la masa

2.4. Unidades utilizadas para expresar las composiciones

2.5. Estequiometría

2.6. Elección de los límites del sistema

2.7. Elección de la base para los cálculos

2.8. Número de componentes independientes

2.9. Restricciones en los caudales y las composiciones

2.10. Método algebraico general

2.11. Componentes clave

2.12. Reactante en exceso

2.13. Conversión, selectividad y rendimiento

2.14. Procesos de reciclado

2.15. Purga

2.16. Derivación (by pass)

2.17. Cálculos de estado no estacionario

2.18. Procedimiento general para los problemas de balances de materia

2.19. Referencias (lecturas adicionales)

2.20. Nomenclatura

2.21. Problemas

3 FUNDAMENTOS DE LOS BALANCES DE ENERGÍA Y UTILIZACIÓN DE LA ENERGÍA

3.1. Introducción

3.2. Conservación de la energía

3.3. Formas de energía (por unidad de masa de material)

3.4. El balance de energía

3.5. Cálculo de la entalpía específica

3.6. Capacidades caloríficas medias

3.7. Efecto de la presión en la capacidad calorífica

3.8. Entalpía de mezclas

3.9. Diagramas de entalpía–concentración

3.10. Calores de reacción

3.11. Calores estándar de formación

3.12. Calores de combustión

3.13. Compresión y expansión de los gases

3.14. Cálculos del balance de energía

3.15. Balances de energía en estado no estacionario

3.16. Recuperación de energía

3.17. Redes de intercambiadores de calor

3.18. Referencias

3.19. Nomenclatura

3.20. Problemas

4 DIAGRAMAS DE FLUJO

4.1. Introducción

4.2. Presentación de los diagramas de flujo

4.3. Programas de simulación de procesos

4.4. Especificación de componentes y de modelos de las propiedades físicas

4.5. Simulación de operaciones unitarias

4.6. Modelos de usuario

4.7. Hojas de cálculo con recirculación

4.8. Optimación de diagramas de flujo

4.9. Simulación dinámica

4.10. Referencias

4.11. Nomenclatura

4.12. Problemas

5 TUBERÍAS E INSTRUMENTACIÓN

5.1. Introducción

5.2. Diagramas T e I

5.3. Selección de válvulas

5.4. Bombas y compresores

5.5. Diseño mecánico de sistemas de tuberías

5.6. Selección del tamaño de la tubería

5.7. Control e instrumentación

5.8. Sistemas de control típicos

5.9. Alarmas, disparadores de seguridad y enclavamientos

5.10. Ordenadores en el control de procesos

5.11. Referencias

5.12. Nomenclatura

5.13. Problemas

6 EVALUACIÓN DE COSTES Y DE PROYECTOS

6.1. Introducción

6.2. Costes, ingresos y beneficios

6.3. Estimación de los costes de capital

6.4. Estimación de los costes de producción y los ingresos

6.5. Impuestos y depreciación

6.6. Financiación del proyecto

6.7. Evaluación económica de los proyectos

6.8. Análisis de sensibilidad

6.9. Selección del portafolio de proyectos

6.10. Referencias

6.11. Nomenclatura

6.12. Problemas

7 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

7.1. Introducción

7.2. Propiedades de los materiales

7.3. Propiedades mecánicas

7.4. Resistencia a la corrosión

7.5. Selección para la resistencia a la corrosión

7.6. Costes de material

7.7. Contaminación

7.8. Materiales comúnmente utilizados en la construcción

7.9. Plásticos como materiales de construcción para plantas químicas

7.10. Materiales cerámicos (materiales de silicatos)

7.11. Carbono

7.12. Recubrimientos protectores

7.13. Diseño para la resistencia a la corrosión

7.14. Referencias

7.15. Nomenclatura

7.16. Problemas

8 INFORMACIÓN DE DISEÑO Y DE DATOS

8.1. Introducción

8.2. Fuentes de información de procesos de fabricación

8.3. Fuentes generales de propiedades físicas

8.4. Precisión exigida a los datos de ingeniería

8.5. Predicción de las propiedades físicas

8.6. Densidad

8.7. Viscosidad

8.8. Conductividad térmica

8.9. Capacidad calorífica específica

8.10. Entalpía de vaporización (calor latente)

8.11. Presión de vapor

8.12. Coeficientes de difusión (difusividades)

8.13. Tensión superficial

8.14. Constantes críticas

8.15. Entalpía de reacción y entalpía de formación

8.16. Datos de equilibrios de fase

8.17. Referencias

8.18. Nomenclatura

8.19. Problemas

9 SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE PÉRDIDAS

9.1. Introducción

9.2. Materiales peligrosos

9.3. Peligros del proceso

9.4. Análisis de la seguridad del producto y del proceso

9.5. Análisis modal de fallos y efectos

9.6. Índices de seguridad

9.7. Estudios de peligrosidad y operabilidad

9.8. Análisis cuantitativos de los peligros

9.9. Válvula de alivio de presión

9.10. Referencias

9.11. Nomenclatura

9.12. Problemas

10ELECCIÓN, ESPECIFICACIÓN Y DISEÑO DEL EQUIPO

10.1. Introducción

10.2. Separaciones gas – gas

10.3. Separaciones sólido – sólido

10.4. Separadores (líquido – sólido) sólido – líquido

10.5. Separación de sólidos disueltos

10.6. Separación líquido – líquido

10.7. Separación de líquidos disueltos

10.8. Separaciones gas – sólido (limpieza de gas)

10.9. Separadores líquido – gas

10.10. Reducción de tamaño y aumento de tamaño

10.11. Equipos para el mezclado

10.12. Transporte y almacenamiento de materia

10.13. Reactores

10.14. Referencias

10.15. Nomenclatura

10.16. Problemas

11COLUMNAS DE SEPARACIÓN (DESTILACIÓN, ABSORCIÓN Y EXTRACCIÓN)

11.1. Introducción

11.2. Destilación en continuo: descripción del proceso

11.3. Destilación en continuo: principios básicos

11.4. Variables de diseño en la destilación

11.5. Métodos de diseño para sistemas binarios

11.6. Destilación multicomponentes: consideraciones generales

11.7. Destilación multicomponente: métodos rapidos para determinar los requerimientos de etapas y reflujo

11.8. Sistemas multicomponentes: procedimientos de resolución rigurosos (métodos por ordenador)

11.9. Otros procesos de destilación

11.10. Eficacia de los platos

11.11. Dimensionado aproximado de la columna

11.12. Tipos de platos para favorecer el contacto líquido vapor

11.13. Diseño hidráulico de los platos

11.14. Columnas de relleno

11.15. Auxiliares de la columna

11.16. Extracción con disolventes (extracción líquido – líquido)

1.17. Referencias

1.18. Nomenclatura

1.19. Problemas

12 EQUIPAMIENTO DE TRANSFERENCIA DE CALOR

12.1. Introducción

12.2. Teoría y procedimiento de diseño básicos

12.3. Coeficiente global de transferencia de calor

12.4. Factores de ensuciamiento (factores de suciedad)

12.5. Intercambiadores de tubos y carcasa: detalles de construcción

12.6. Diferencia de temperatura promedio (fuerza motriz de la temperatura)

12.7. Intercambiadores de tubo y carcasa: consideraciones de diseño generales

12.8. Coeficiente de transferencia de calor de lado de los tubos y caída de presión (una fase)

12.9. Caída de presión y transferencia de calor para el lado de la carcasa (una fase)

12.10. Condensadores

12.11. Calderas y evaporadores

12.12. Intercambiadores de calor de placas

12.13. Intercambiadores de calor de contacto directo

12.14. Tubos con aletas

12.15. Intercambiadores de calor de doble tubería

12.16. Intercambiadores refrigerados con aire

12.17. Calentadores de fuego directo (hornos y calderas)

12.18. Transferencia de calor a recipientes

12.19. Referencias

12.20. Nomenclatura

12.21. Problemas

13 DISEÑO MECÁNICO DEL EQUIPO DE PROCESO

13.1. Introducción

13.2. Códigos y estándares de recipientes a presión

13.3. Principios fundamentales y ecuaciones

13.4. Consideraciones generales de diseño: recipientes a presión

13.5. Diseño de recipientes de pared fina bajo presión interna

13.6. Compensación para aberturas y ramificaciones

13.7. Diseño de recipientes sujetos a presión externa

13.8. Diseño de recipientes sujetos a cargas combinadas

13.9. Soportes del recipiente

13.10. Juntas de bridas atornilladas

13.11. Placas para tubos en intercabiadores de calor

13.12. Diseño de uniones soldadas

13.13. Cálculo de la fatiga de los recipientes

13.14. Ensayos de presión

13.15. Recipientes de presión elevada

13.16. Tanques de almacenamiento de líquidos

13.17. Referencias

13.18. Nomenclatura

13.19. Problemas

14CONSIDERACIONES GENERALES DEL LUGAR

14.1. Introducción

14.2. Localización de la planta y selección del lugar

14.3. Distribución del lugar

14.4. Distribución de la planta

14.5. Servicios auxiliares

14.6. Consideraciones ambientales

14.7. Referencias

APÉNDICES

A Símbolos gráficos para sistemas de tuberías y plantas

B Tablas de corrosión

C Banco de datos de las propiedades físicas

D Factores de conversión para algunas unidades SI comunes

E Diseño de proyectos I

F Proyectos II

G Hojas de especificaciones (datos) del equipo

H Distribución de los tubos en intercambiadores de calor de carcasa y tubos típicos

I Hojas de datos de seguridad de materiales

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