Title

Estudio y modelación de la formación de cristales de sulfato de sodio en una planta de producción de cloruro de sodio

Author

Pedro Vélez Herrera

Access level

Open Access

Summary or description

En el presente trabajo se presenta la simulación y modelación de una planta de evaporación a alto vacío de múltiple efecto, la cual es utilizada para la producción de cloruro de sodio. En este proceso, perteneciente a la planta de Sales del Istmo SA de CV. La motivación para realizar este trabajo surgió por la necesidad de conocer, desde el punto de vista químico, el comportamiento detallado de la planta de sal, dadas algunas problemáticas en variables de operación como la cantidad de sulfatos en la salmuera, el tiempo de limpieza de los intercambiadores y descargas de sulfatos, por lo que un modelo determínisitco (predictivo) y uno estocástico fueron vistos como oportunidades para conocer los efectos de las variables y la interrelación entre ellas. El principal fenómeno modelado en el sistema fue el equilibrio de electrolitos que da origen a la formación de los cristales de cloruro de sodio, y su efecto en los intercambiadores de calor, cuantificado por medio del coeficiente global de transferencia de calor (U); el cálculo de este parámetro fue realizado con dos herramientas: un modelo determinístico y con un programa en Excel® que utiliza los datos del proceso para calcular un U instantáneo. El modelo predictivo fue realizado en Aspen Plus® [Aspen, 1999] y los resultados obtenidos indicaron que el tiempo de limpieza óptimo no es el mismo para todos los intercambiadores. También aclara el comportamiento de la planta en función de la cantidad de sulfatos, sugiriendo una reducción del 50% en la concentración actual de sulfatos. Este valor generaría, con el mismo consumo energético, un incremento en la producción de sal de 1.5%. Al modelo determinístico se le agregó una interfase que permitió obtener en tiempo real las condiciones de operación de la planta y realiza predicciones instantáneas de la producción y del consumo de energía. Para el modelo estadístico se empleó MultiVariac® [Aspen, 1999], estos modelos señalaron que el amperaje de la bomba del evaporador es un excelente indicador de la transferencia de calor en los intercambiadores de calor. Los valores obtenidos de la simulación sugirieron que reduciendo la cantidad de sulfatos en la salmuera es posible incrementar la producción de sal y reducir el factor de consumo de energía (tonelada de vapor/ tonelada de sal producida). Este factor es actualmente cercano a 1.2 para las plantas de producción de sal a alto vacío y de 1.0 para la planta de Sales del Istmo SA de CV. Con la purificación de salmuera el factor estaría cercano a 0.97. Este valor colocaría a la empresa como la más eficiente en el uso de energía sin incrementar el consumo energético.

Maestro en Ciencias con Especialidad en Química

Publisher

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Publish date

December 1, 2002

Publication type

Master thesis

Information Resource

Format

application/pdf

Language

Spanish

Source repository

Repositorio Institucional del Tecnológico de Monterrey

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