UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA
INGENIERIA QUIMICA
EXAMEN SIMULACRO DE INGENIERIA DE PROCESOS
PROFESOR: CRESENCIANO ECHAVARRIETA
ASIGNATURA: INGENIERIA DE PROCESOS
GRUPO: 4801 GRUPO: 4801 SEMESTRE: 2015-2 SEMESTRE: 2015-2
Lunes 6 de Abril del 2015
EXAMEN SIMULACRO DE INGENIERIA DE PROCESOS GRUPO 4801 1.- ¿Qué es la simulación? Es la imitación de un sistema empleando un modelo. 2.- ¿Que estudia la ingeniería de procesos? Estudia la creación, invención o desarrollo de alternativas de procesamiento empleando como herramientas las operaciones unitarias, las cuales se mejoran y analizan por fenómenos de transporte termodinámica y cinética química. Está apoyada con la metodología de la síntesis, análisis, simulación, optimización que nos permita obtener un diagrama de flujo de proceso y la operación para producir productos deseados con alto grado de selectividad, mínimas recirculaciones y bajos costos de servicios. 3.- ¿Cuándo se recomienda un diseño heurístico? Estos métodos emplean reglas basadas en la exper iencia y los conocimientos fisicoquímicos de las técnicas de separación. Ventaja: Permite rápidamente localizar estructuras de secuencia que frecuentemente están cerca de las soluciones óptimas. Desventaja: para un problema en particular las reglas heurísticas pueden ofrecer contradicciones unas con otras y las soluciones pueden ser bastante pobres. 4.- ¿Cuándo se recomienda un diseño termodinámico? La principal conjetura de esta aproximación es que los diseños están frecuentemente de la solución óptima desde un punto de vista económico, para efectuar un análisis termodinámico se pueden derivar frecuentemente los límites bajos en el consumo de energía, esta aproximación puede ser muy poderosa para reducir el problema combinatorio a la calidad de los limites. Estos métodos caracterizan las secuencias de separación como optimas, cuando estas muestran altas eficiencias de energía, tomando en consideración un punto de vista económico. 5.- ¿Cuándo se recomienda un diseño evolutivo? La técnica del diseño evolutivo tiene como meta la adquisición sistemática de la experiencia que permitirá proponer las adquisiciones al diseño base de un proceso tendientes a mejorar la economía o confiabilidad del mismo, consiste en generar una configuración base de preferencia lo más simple posible que satisfaga las restricciones impuestas al proceso y las especificaciones deseadas de los productos. Intentan identificar el mejor sistema de separación a través de una secuenc ia evolutiva de mejoramientos. Propone modificaciones al diseño base de un proceso, tendientes a me jorar la economía o confiabilidad del mismo. Consiste en generar una configuración base.
6.- ¿Cuál es el objetivo del diseño de procesos? Consiste en seleccionar las condiciones de operación para producir productos deseados con alto grado de selectividad, mínimas recirculaciones y bajos costos de servicios.
7.- Menciona algunos de los criterios del diseño de proceso. El origen de los diseños de proceso nace ante la necesidad de productos químicos que mejore los beneficios económicos y satisfagan las necesidades de la sociedad. El proceso debe involucrar mejoras e innovaciones, debe ser seguro, fácilmente manejable y amigable con el ambiente.
8.- ¿Cuáles son los paradigmas de la Ingeniería de Proce so? Un paradigma es un modelo básico de diseño y desarrollo de programas, que permite producir programas con una direct riz específica, tales como: estructura modular, fuerte co hesión, alta rentabilidad, etc.
9.- Describa la interacción de la Ingeniería Básica con la Ingeniería de Procesos y los documentos necesarios para llevarla a cabo. En la ingeniería básica se lleva a c abo la búsqueda de información donde se hace la gener ación y visualización de conceptos (literatura, propiedades termodinámicas) para posteriormente apoyarse de la ingeniería de procesos donde se genera la síntesis, análisis, optimización y simulación de procesos se apoya de los siguientes documentos: DFP, dimensionamiento de equipo, estimación de costos y factibilidad y seguridad del medio ambiente.
10.- Describa el diagrama de “cebolla” del diseño de procesos que es y su función principal. Es un diagrama que descompone un sistema complejo en componentes de magnitud manipulables, inicia con un diseño preliminar y por etapas se enriquece.
11.- Describa la estructura jerárquica de procesos y el porqué de su importancia en la actualidad. El método de jerarquías se basa e n los siguientes niveles:
Integracion Termica
Sistema de Separacion
Sistema de Recuperacion
Estructura de Recirculacion
Entradas y Salidas
Proceso Batch o Continuo
12.- ¿Qué es el análisis y síntesis de procesos? Análisis de procesos: Es la etapa del ingeniero químico donde se desmenuza toda la información componentes, auscultan las cualidades ocultas. Síntesis de procesos: Es la etapa del ingeniero químico de procesos donde se selecciona los componentes y la integración entre cada uno de ellos. En esta etapa se crea la estructura básica del DFP, es decir se seleccionan los equipos utilizados con sus correspondientes interconexiones y se establecen los valores iniciales de las condiciones de operación. En esta etapa se solucionan los balances de masa y energía en estado estacionario, calcula las dimensiones de los equipos y hacer un análisis de costo para hacer un estado preliminar de la planta.
13.- ¿Qué información de entrada requiere para desarrollar el diseño de su proceso y en qué consiste cada una de ellas? Consiste en establecer un problema primitivo, posteriormente hacer la definición del problema y la creación del proceso (generación y visualización conceptual) para continuar con la síntesis, análisis, optimización y simulación y hacer la integración del proceso, continuar con el diseño detallado del proceso, y llegar al diseño final del proceso ( construcción, arranque y operación).
14.- Describa un proceso por lotes y uno continuo y explique sus diferencias principales. Proceso batch o por lotes: cuando los equipos son diseñados para arrancar y parar frecuentemente en un proceso batch las unidades se llenan con material se ejecuta la acción deseada para, se drenan y se limpian antes de repetir el ciclo. Un proceso batch puede contener e quipos que operen continuamente Son simples y flexibles Se usan para productos con demanda por temporada. Se usan para productos de vida corta Ejemplo: industria de pigmentos, pastas y cosméticos. Proceso continuo: está diseñado para operar todo el año, antes de parar por mantenimiento o fallas de equipo. Aunque tenga uno o dos equipos batch con grandes tiempos de producción se considera continuos. Se usan para producciones mayores a 10 millones de libras/ año. Ejemplo: industrias petroquímicas. 15.- ¿Que son los grados de libertad? Determinan el número de variables mínimas que se deben establecer para resolver un sistema.
16.- Explique un proceso que permita secuestrar co2 del aire La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CAC) es una de las técnicas que podrían utilizarse para reducir las emisiones de CO2 provocadas por las actividades humanas. Esta técnica podría aplicarse para aquellas emisiones que provengan de grandes centrales eléctricas o plantas industriales.
El proceso consiste en tres etapas principales: 1.
Capturar el CO2 en su fuente, separándolo de los otros gases que se generan en los procesos industriales.
2.
Transportar el CO2 capturado a un lugar de almacenamiento apropiado (normalmente de forma comprimida).
3. Almacenar el CO2 fuera de la atmósfera durante un largo periodo de tiempo, por ejemplo en formaciones geológicas subterráneas, en las profundidades oceánicas o dentro de ciertos compuestos minerales.
17.- ¿Cuáles son los documentos generados en la ingeniaría de procesos? Diagrama de Flujo de Procesos La operación para producir productos deseados con alto grado de selectividad, mínimas recirculaciones y bajo costos de servicios. Dimensionamiento de Equipo. Estimación de costos. Factibilidad, seguridad en el medio ambiente. 19.- ¿Que es conversión y selectividad?
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20.- ¿Qué es un modelo determinístico? Es un modelo matemático donde las mismas entradas producirán las mismas salidas, no contemplándose el azar ni la incertidumbre, está relacionado con la creación de simuladores. Son modelos cuya solución para determinadas condiciones es única y siempre la misma. Los modelos determinísticos son los que hacen predicciones definidas de cantidades, dentro de cualquier distribución de probabilidades; también se les puede definir como aquellos que se aplican a problemas en los que hay un solo estado de la naturaleza. Algunos modelos, herramientas o técnicas determinísticas son: programación lineal, análisis de Markov, costo/beneficio.
21. ¿Qué es validar el modelo? Es comprobar que el modelo imita aspectos relevantes del sistema. Evidencia documentada la cual proporciona un alto grado de seguridad que un proceso específico resultará consistentemente en un producto que reúne sus especificaciones pre-determinadas y sus características de calidad.
22.- ¿Cuándo se usa una síntesis algorítmica y cuando una evolutiva? Evolutiva se emplea cuando se intentan identificar el mejor sistema de separación a través de una secuencia evolutiva de mejoramientos proponiendo modificaciones al diseño base de un proceso, tendientes a mejorar la economía o confiabilidad del mismo. Mientras que la algorítmica se emplea cuando se quiere una secuencia para obtener una optimización del problema empleando varios algoritmos desarrollados en el área de programación.
