Integración energética en diseño y operación de procesos continuos

• Autores: Frank Jurgen Wilkendorf
• Directores de la Tesis: Luis Puigjaner Corbella (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 1998
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Angel Ramos Carpio (presid.), Antoni Espuña Camarasa (secret.), Dominique Depeyre (voc.), José Turet Claparols (voc.), Bartomeu Sigales Pueyo (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Procesos químicos
    • Tecnología energética
      • Generación de energía
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• Resumen

  • El objetivo de la tesis es la minimización de todo el coste relacionado con el consumo energético de cualquier proceso químico. Esta problemática incluye la integración energética que reduce el consumo de utilidades para calentamiento y enfriamiento aprovechando posibles intercambios de calor entre corrientes del mismo proceso y la generación de todas las utilidades que quedan por satisfacer.

    Para la síntesis de redes de intercambiadores de calor se ha desarrollado una metodología nueva, que sintetiza redes de intercambiadores de calor automáticamente y garantiza la controlabilidad estacionaria de la solución para todas las condiciones que se pueden presentar en el proceso, especialmente cambios de fase. Se usan tamaños de equipos estandarizados para calcular las propiedades y costes reales. Se han considerado las variaciones de las condiciones de entrada como temperaturas o caudales y rangos para los datos termodinámicos como calor específico o coeficientes de transferencia de calor, que solamente se pueden determinar con una precisión limitada. Márgenes de seguridad permiten considerar efectos desfavorables como el ensuciamiento (fouling) y un mínimo de flexibilidad. La síntesis se realiza con reglas heurísticas que incluyen la posibilidad de bifurcaciones (splits) y de prohibir ciertas conexiones.

    Además se toma en cuenta que las propiedades de cada corriente pueden exigir materiales especiales y que la disponibilidad de utilidades es limitada. El algoritmo aplica la diferencia logarítmica de temperaturas y optimiza la temperatura de salida para las utilidades.

    Para la síntesis de sistemas que cubren todo el consumo de utilidades de un proceso se ha desarrollado una formulación nueva y la superestructura correspondiente para plantas discontinuas, siendo éste el caso más general. Tanto la formulación como la superestructura son independientes de los equipos y las formas de energía consideradas. E