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