Análisis preliminar de sostenibilidad

ricardo Sebastian mejia | a01749357

Roberto Eugenio villarreal | a01722489

Ana regina martinez | a01178149

Alexa arredondo guajardo | a01285174

Ana Cristina Murrieta | a01285341

Equipo 3

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Análisis preliminar de sostenibilidad

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Indíce

Objetivos y alcance del proyecto

Diagrama conceptual del proceso

Datos clave

Reacciones químicas y condiciones

estudio del mercado

servicios auxiliares

condiciones de operación

conclusiones

Referencias

• Gestionar posibles riesgos y estrategias de control

• Cumplir con las normas solicitadas y principios de sustentabilidad

• Analizar la viabilidad económica y el estudio del mercado

Alcances:

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Objetivos y Alcances del Proyecto

Objetivos:

• Diseñar una planta de producción de ácido fumárico

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Diagramas del Proceso

Diagrama Conceptual

Diagrama de Proceso

Ácido Fumárico

Dióxido de carbono

Monóxido de carbono

anhídrido maleico

ácido clorhídrico

ácido maleico

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Datos Clave - Impactos

n-butano

tercera reacción

Para producir ácido fumárico a partir de ácido maleico se lleva a cabo una reacción exotérmica de isomerización catalítica en una solución acuosa. Utilizando temperaturas entre 100-200 o 250°C, de preferencia 150°C para su isomerización.

+Cinética

segunda reacción

La reacción de producción de ácido maleico a partir de anhídrido maleico es una reacción de hidrólisis. En condiciones ácidas con pH menores a 5 y con un sistema de calentamiento para alcanzar temperaturas hasta de 85°C a presión atmosférica

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Reacciones

Primera reacción

El anhídrido maleico se obtiene mediante la oxidación parcial de n-butano en una temperatura elevada y con la presencia del catalizador VPO (Vanadio fósforo). El rango de temperatura es de 350° a 500° C y la presión de 40 a 280 kPa (Dato’ir et. Al, 2015).

Ubicacion: Nuevo León

(Horizon, 2025 / Mordor Intelligence)

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Estudio del Mercado

Proyecciones

Se espera un crecimiento para 2029, con ingresos en 567.4 millones de dólares (+45%) y un consumo de 346.43 kilotones (+21%). El precio por kilogramo aumentaría a 1.637 dólares. Tasa de crecimiento anual del 4.75%. Producción: 3.14 ton-año

A un precio promedio de 1.369 USD / kg

Hubo un consumo global de 285 kton de ácido fumárico

En 2024, se generaron 391 millones USD de ingresos con el ácido fumárico

Etapa 6

Etapa 5

Etapa 4

Etapa 3

Etapa 2

Etapa 1

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Servicios y Condiciones de Operación

Roberto Eugenio Villarreal

Ana Regina Martinez

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Conclusiones Parte 1

Investigar sobre las condiciones de operación del proceso y sobre los impactos ambientales, sociales y económicos de cada compuesto utilizado/generado me permitió tener una perspectiva más completa sobre las posibles repercusiones de nuestro proceso. Esta investigación me proporcionó una visión completa que me permitió identificar tanto las oportunidades como los riesgos asociados con el proceso, permitiéndome tomar decisiones más informadas y responsables en beneficio de todas las partes involucradas.

Alexa Arredondo

Aunque es difícil lograr un proceso industrial 100% sostenible por su dependencia en los combustibles fósiles es importante aprender y estudiar cómo reducir y optimizar los procesos industriales para así poder hacerlos lo más sostenibles posibles, es importante saber los peligros que los compuestos tienen tanto en la parte ambiental, social como económica conociendo estos impactos es más sencillo plantear un proceso industrial mejor optimizado.

En base a lo que se ha visto en clase sobre los procesos químicos, es muy difícil poder hacer de un proceso 100% sustentable, ya que hay una gran dependencia en los combustibles fósiles para generar materia prima. Sin embargo, una manera en la que se puede reducir el consumo energético y por lo tanto emisiones en un proceso es tratando de integrar la mayor cantidad de energía posible dentro del mismo proceso, y ocupando la menor cantidad de equipos y materiales, para no consumir tanta energía.

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Conculsiones Parte 2

Diseñar el proceso me hizo darme cuenta de lo difícil que es equilibrar eficiencia, rentabilidad y sustentabilidad. A veces, se tienen que descartar opciones más ecológicas por no ser tan eficientes, lo cual puede ser frustrante. Sin embargo, investigar los impactos ambientales, sociales y económicos me ayudó a comprender mejor las consecuencias de cada decisión. Sería útil tener más espacio para explorar soluciones más sostenibles, aunque no sean las más convencionales, ya que el cuidado del medio ambiente también debería ser una prioridad.

Ana Cristina Murrieta

Es complicado diseñar una planta química. No solo por el cálculo riguroso de diseño y dimensionamiento de los equipos, sino también por los sentimientos encontrados que provoca el explotar un recurso y maximizar la profitabilidad de un proceso. Y es que, mientras que en el módulo de sostenibilidad observamos la importancia de dejar de producir en masa y la cantidad de residuos que estas prácticas generan, en otros buscamos métodos computacionales que nos ayudan a encontrar parámetros para producir más.

Sebastian Mejía

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Referencias

DATO'IR DR WAN, R. B., DAUD, W., & YUHANA, D. N. Y. B. (2015). PRODUCTION OF MALEIC ANHYDRIDE FROM OXIDATION OF n-BUTANE (Doctoral dissertation, The National University of Malaysia)Dióxido de carbono. (2024). Chemical Safety. Recuperado de:https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=es&p_card_id=0021&p_version=2Anhídrido maleico. (2023). Chemical Safety. Recuperado de:https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=es&p_card_id=0799&p_version=2ÁCIDO CLORHÍDRICO. (2016). Química UNAM. Recuperado de:https://quimica.unam.mx/wp-content/uploads/2017/05/HDS-Acido-clorhidrico-NOM-018-2015-MARY-MEAG-Hoja-de-datos.pdfÁcido maleico. (2019). Chemical Safety. Recuperado de:https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=es&p_card_id=1186&p_version=2Ácido fumárico. (2023). Chemical Safety. Recuperado de:https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=es&p_card_id=0799&p_version=2n-Butano. (2003). Chemical Safety. Recuperado de:https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=es&p_card_id=0232&p_version=2DATA NUEVO LEÓN | Datos económicos de Nuevo León. (2025). http://datos.nl.gob.mx/Garza, B. (2024). NL, uno de los estados que más aporta a la economía nacional. EL HORIZONTE. https://www.elhorizonte.mx/finanzas/nl-uno-de-los-estados-que-mas-aporta-a-la-economia-nacional/3692267624

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Referencias

Mordor Intelligence. (s.f.). Mercado del ácido fumárico - Análisis de participación y tendencias. Recuperado el 3 de marzo de 2025, de https://www.mordorintelligence.com/es/industry-reports/fumaric-acid-marketMüller, M., Kutscherauer, M., Böcklein, S., Mestl, G., & Turek, T. (2020). On the importance of by-products in the kinetics of n-butane oxidation to maleic anhydride. Chemical Engineering Journal, 401, 126016. Porras, D. (2025). El Diario de Chihuahua : Últimas Noticias de Chihuahua, México y el Mundo. El Diario De Chihuahua. https://www.eldiariodechihuahua.mx/ Reyes, G. (2023). Sonorenses, entre los mejor pagados del país; pero sigue sin alcanzar el sueldo - El Sol de Hermosillo | Noticias Locales, Policiacas, sobre México, Sonora y el Mundo.OEM. https://oem.com.mx/elsoldehermosillo/local/sonorenses-entre-los-mejor-pagados-del-pais-pero-sigue-sin-alcanzar-el-sueldo-13133581 Roa Engel, C.A., Straathof, A.J.J., Zijlmans, T.W. et al. Fumaric acid production by fermentation. Appl Microbiol Biotechnol 78, 379–389 (2008). https://doi.org/10.1007/s00253-007-1341-x Roa Engel, C. A., Straathof, A. J. J., Zijlmans, T. W., van Gulik, W. M., & van der Wielen, L. A. M. (2008). Fumaric acid production by fermentation. Applied Microbiology and Biotechnology, 78(3), 379–389. https://doi.org/10.1007/s00253-007-1341-x ScienceDirect. (s.f.). Fumaric acid. Elsevier. Recuperado el 3 de marzo de 2025, de https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/fumaric-acid Victorica A. (2023). ¿Cuáles son los estados que más pagan por el agua potable? Líder Empresarial. https://www.liderempresarial.com/cuales-son-los-estados-que-mas-pagan-por-el-agua-potable/

Etapa 6-Servicios y Condiciones de operación

Se presentan los servicios necesarios y las condiciones de operación para cada equipo de la Etapa 6 del proceso.

Etapa 3-Servicios y Condiciones de operación

Se presentan los servicios necesarios y las condiciones de operación para cada equipo de la Etapa 3 del proceso.

Es el cronograma se incluyen las diferentes fechas de entrega al igual que sus respectivas tareas por cumplir en cada entregable. La línea de tiempo ilustra en qué parte del proceso la tarea va, ya sea terminada, en curso o si empieza próximamente.

Alcances

• Diseñar el proceso de producción seleccionando la mejor ruta química, definir equipos y modelar
• Analizar la viabilidad económica y del mercado estudiando la demanda y oferta, costos y rentabilidad
• Cumplir con la normatividad y sustentabilidad requerida para el proceso
• Elaborar gestión de riesgos y estrategias de control

(Chemical Safety, 2024)

Dióxido de Carbono

Impacto económico: Ya que afecta mucho al cambio climático, se gasta para tratar de evitar o aliviar estas emisiones.

Impacto social: La inhalación en altas concentraciones afecta los organos y al metabolismo, causa asfixia.

Impacto ambiental: Se acumula en zonas bajas, produciendo deficiencia de oxígeno. Reacciona con compuestos alcalinos y metales en polvo.

Cinética

(Chemical Safety, 2023)

Ácido Fumárico

Impacto económico: Tiene una alta demanda en la industria, producción rentable.

Impacto social: Irrita ojos, y respiración. Puede afectar el metabolismo.

Impacto ambiental: Biodegradable. afecta el pH del suelo y agua si hay un exceso. Genera residuos en la industroa que necesitan tratamiento.

(Chemical Safety, 2003) y (Combugas, 2022)

Impacto económico: Gas más amigables con el medio ambiente y de los que menos contaminan. Muy cotizado e n la industria.

Impacto social: Esta sustancia puede originar asfixia por disminución del contenido de oxígeno en el aire .

n-butano

Impacto ambiental: Extremadamente inflamable, el fuego puede producir gases irritantes o tóxicos

(Chemical Safety, 2019)

Impacto económico: Participa en varias industrias y sirve como intermediario químico.

Impacto social: Es corrosivo para los ojos e irrita la respiración. Puede originar edemas y asma.

Impacto ambiental: Puede contaminar el agua y es nocivo para organismos acuaticos

Ácido Maleico

(Chemical Safety, 2024)

Monóxido de Carbono

Impacto económico: Por el alto peligro que tiene CO, se consume mucho dinero en sistemas de detección y detención.

Impacto social: Afecta al sistema cardiovascular, puede causar muerte si expuesto a altas concentraciones.

Impacto ambiental: Forma mezclas explosivas, reacciona con cloro y azufre y crea humos tóxicos. Peligro a incendios.

Impacto económico: Participa en varias industrias y sirve como intermediario químico.

Impacto social: Es corrosivo para los ojos e irrita la respiración. Puede originar edemas y asma.

Impacto ambiental: Puede contaminar el agua y es nocivo para organismos acuaticos

Anhídrido Maleico

(Chemical Safety, 2022)

Impacto económico: Mercado grande por su versatilidad de usos.

Impacto social: Es un irritante severo de los ojos. Produce corrosión de las membranas mucosas de la boca, esófago y estómago. Puede presentarse colapso respiratorio y muerte por necrosis.

Impacto ambiental: Nocivo para la vida acuática

Catalizador (HCl)

Etapa 2-Servicios y Condiciones de operación

Se presentan los servicios necesarios y las condiciones de operación para cada equipo de la Etapa 2 del proceso.

Etapa 5-Servicios y Condiciones de operación

Se presentan los servicios necesarios y las condiciones de operación para cada equipo de la Etapa 5 del proceso.

Etapa 4-Servicios y Condiciones de operación

Se presentan los servicios necesarios y las condiciones de operación para cada equipo de la Etapa 4 del proceso.

Etapa 1-Servicios y Condiciones de operación

Se presentan los servicios necesarios y las condiciones de operación para cada equipo de la Etapa 1 del proceso.