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Procesos quimicos
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Prof. Miguel Pereira S.
540-440
Presentación del curso:
El curso está orientado hacia el análisis integrado de
procesos químicos industriales.
Se complementa con la revisión de tópicos relativos a las
operaciones unitarias de proceso y balances de materia y
energía aplicados a sistemas sencillos de procesos.
El curso se desarrolla con la participación activa de los
alumnos a través del desarrollo de trabajos de
investigación y exposiciones orales.
Objetivos generales.
•Identificar los principios básicos de los procesos
químicos involucrados en la industria; Balances de
materia y energía, Operaciones Unitarias.
•Aplicar los conocimientos adquiridos en el análisis y
diseño conceptual de procesos emergentes.
•Conocer la realidad industrial nacional y su papel en el
concierto internacional.
METODOLOGÍA DE TRABAJO
1. Exposiciones orales por parte del (los)Profesor(es).
2. Tareas y Prácticas guiadas por el profesor.
3. Análisis de una industria en particular por parte delos alumnos (seminario grupal) y posteriorexposición.
La nota final (NF) considerará certámenes (C), test (T) y seminario
(S) de acuerdo a las ponderaciones que se señalan a
continuación
STCC
NF
20,015,0
265,0 21
Si la nota en C1, C2 < 4,0 y/o NF<4,0 es obligatorio rendir el Examen (E), el cual
reemplazará la PEOR nota obtenida en alguno de los certámenes. NO se borrarán notas de
test. Si un alumno faltara, tendrá derecho a rendir un test de recuperación al finalizar el
semestre SOLO CON justificación (Certificado médico).
La asistencia a los seminarios es de carácter obligatorio.
EVALUACIONES
1. Certámenes (C) 2.2. Test (T). 3. Seminario(S)
Causales de reprobación:
1. La no aprobación de los certámenes 1 y 2,
y/o en su defecto del examen global.
2. NF < 4,0
3. Nota de seminarios S < 4,0.
BIBILOGRAFÍA
W. Mc Cabe / J. Smith / P. Harriot. 2005. Unit Operations
of Chemical Engineering. McGraw- Hill.
Richard M Felder / Ronald W. Rousseau. 2005. Principios
elementales de los Procesos Químicos. Tercera edición.
Limusa, Wiley.
David M. Himmelblau. 1982. Basic Principles and
Calculations in Chemical Engineering. Cuarta edición.
Prentice Hall.
G.V. Reklaitis. 1991. Balances de materia y energía. Ed.
McGraw-Hill Interamericana. 1991, México.
HORARIO
• LUNES: Hora: 7-8 (14:15- 16:00) Sala: PQI (TM 3-1)
• MIERCOLES: Hora: 7 (14:15- 15:00) Sala: PQI (TM 3-1)
• JUEVES: Hora: 7-8 (14:15- 16:00) Sala: PQI (TM 3-4)
Práctica
• CONSULTAS: MARTES: 15:00 – 17:00 HRS.
¿Qué es un proceso Químico?
Un proceso químico es un conjunto de operaciones químicas y/o físicas
en orden tal que permiten la transformación de materias iniciales en
productos finales.
…PRIMEROS PASOS
Desde siempre el hombre ha tenido que cubrir una serie
de necesidades Transformación de productos
ofrecidos por la naturaleza.
Descubrimiento del fuego
Primera operación registrada “Filtración” en el antiguo
Egipto 5000 a.C. Datan también de la época la
fermentación del vino, obtención de tintes, metalurgia del
cobre y obtención de sal mediante evaporación.
Hornos de cal en mesopotamia (2500 a.C), obtención del
bronce (3000 a.C.), obtención del hierro (1500 a.C).
Llegada de la edad moderna Siglos XVII y XVIII Revoluciones científica e
Industrial
Todas estas actividades así como otras que le siguieron en los siglos siguientes
Procesos empíricos.
PROCESO DE OBTENCIÓN DE AZUCAR DE REMOLACHA
FUENTE: IANSA S.A.
George E. Davis es considerado el padre de la Ingeniería Química Identificó
patrones comunes a todas las industrias químicas, estableciendo el concepto
de Operaciones Unitarias (1887) Una manera conveniente de organizar los
conocimientos de Ing. Qca.
Primeros cursos de ingeniería de procesos Instituto de
Tecnología de Massachusetts (MIT, 1888, Lewis Norton,
Course X).
1891 William Bryant: Primer Ingeniero Químico graduado.
1908 AIChE
1919 Facultad de Química Industrial UdeC (Chile),
Facultad Ingeniería Química (Argentina)
1922 IChemE
¿Qué es una etapa u operación unitaria de proceso?
1960 Publicación del libro Fenómenos de Transporte (Bird,
Stewart y Lightfoot) explicaciones moleculares para los
fenómenos macroscópicos. Estudio de transferencia de materia,
energía y cantidad de movimiento.
Actualidad Nuevos enfoques provenientes de la Genética,
Biología molecular, Nanotecnología…
Modelo de Operaciones Unitarias (1888) Estudio de las
operaciones en forma separada de lo que era el proceso
propiamente tal.
Transporte de materiales
Sólidos líquidos
Procesos de separación
Procesos de mezclado
Reacciones Químicas
DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESO
Remolacha AZUCAR
Melaza
Coseta
ENERGÍA
RESIDUOS
Agua
DIAGRAMA DE PROCESO: Se presentan las principales etapas
del proceso en secuencia de acuerdo a la línea de producto
principal
Recepción y preparación
de remolachaEXTRACCIÓN
PurificaciónEvaporación
(Concentración)
CRISTALIZACIÓN Secado y envasado
DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESO
Agua
Vapor
Agua
Aire
FormalinaMetanol
E-1A
E-2A
HX-2A
HX-1A
V-3A
HX-3A
DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESO
Balances de Materia y Energía
Unidad I Unidad II
N1 = 1000
mol/h
XB,N1 = 0,2
XT,N1 = 0,3
XX,N1 =
N2 =
XB,N2 =
XT,N2
N3 =
XB,N3 = 0,025
XT,N3 = 0,35
XX,N3 =
N4 =
XB,N4 = 0,08
XT,N4 = 0,72
XX,N4 =
N5 =
XT,N5 =
XX,N5 =
FACTORES A CONSIDERAR EN UN PROCESO PRODUCTIVO
TÉCNICO ECONÓMICO
AMBIENTAL SOCIAL
Siglos XVIII y XIX
Siglo XX (70’s)
Siglo XXI
(Química Verde)
DESAFÍOS DE LA INGENIERÍA DE PROCESOS
DESAFÍOS DE LA INGENIERÍA DE PROCESOS
Refinerías y
CommoditiesBiorrefinerias
DESAFÍOS DE LA INGENIERÍA DE PROCESOS
Síntesis y manufactura nuevas
sustancias.
Desarrollo de nuevas fuentes de energía
(económicas e ilimitadas)
Comprender y controlar reacciones a nivel molecular
Nanotecnología
Energías renovables
Prof. Miguel Pereira S.
540-440
DESARROLLO DE UN PROCESO QUÍMICO INDUSTRIAL
Objetivo Satisfacer una demanda existente: producto, servicio, tecnología, etc.
Interés Social o de rentabilidad
Basado en una
necesidad
O se rediseña
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