UF0115 El proceso químico y las operaciones unitarias

UNIDAD FORMATIVA 1. EL PROCESO QUÍMICO Y LAS OPERACIONES UNITARIAS

1. INGENIERÍA QUÍMICA. PROCESO QUÍMICO: INTRODUCCIÓN.

• Concepto de Ingeniería Química:
  • Proceso Químico.
  • Procesos continuos y discontinuos. Ejemplos. Características. Ventajas e inconvenientes.
  • Materias primas y productos químicos.
  • La industria química actual.
  • Desarrollo histórico de los procesos químicos.
• Industria química actual y el impacto ambiental. Los productos químicos.
  • Empresas químicas. Plantas químicas.
  • Tratamiento de residuos. Procesos y legislación.
  • Los productos químicos. Productos básicos en la industria. Los 50 principales productos químicos.
• La industria química actual y la energía. La industria química y las materias primas.
  • El carbón, el gas y el petróleo. Fuentes alternativas de energía. Energías renovables.
  • El aire como fuente de materia prima.
  • La hidrosfera como fuente de materia prima.
  • La litosfera como fuente de materia prima.
  • La materia viva como fuente de materia prima.

2. FLUIDOS. NATURALEZA DE LOS FLUIDOS: INTRODUCCIÓN.

• Propiedades de los fluidos: Descripción, propiedades, clases, unidades, ecuaciones matemáticas.
• Estática de fluidos:
  • Ecuación fundamental de la Hidrostática. Prensa Hidráulica. Densidad de un fluido. Concepto de presión en el seno de un fluido. Bomba de vacío.
  • Principio de Arquímedes. Presión en el seno de un fluido. Variación con la altura.
• Dinámica de los fluidos: Fluidos Ideales. Ecuación de Bernoulli.
  • Flujo en tuberías. Introducción. Flujo laminar. Velocidad critica. Numero de Reynolds.
  • Tipos de flujo: Laminar, transición y turbulento. Pérdidas de carga en tuberías. Fórmula de Darcy-Weisbach. El factor de fricción. Fórmulas empíricas para cálculo de la pérdida de carga.
  • Fenómenos indeseables en el flujo de fluidos: Cavitación. Golpe de ariete.

3. OPERACIONES UNITARIAS.

• Operaciones Básicas o Unitarias: Concepto. Definición.
• Clasificación de las operaciones unitarias:
  • De transferencia de materia.
  • De transferencia de energía.
  • De transmisión simultánea de materia y energía.
  • De transporte de cantidad de movimiento.
  • Complementarias.
• Operaciones continuas, discontinuas y semicontinuas. Balances de materia y energía. Leyes que regulan el proceso:
  • Ley de la conservación de la materia.
  • Ley de la conservación de la energía.
  • Ley de la conservación de la cantidad de movimiento.
• Balances de materia y energía
  • Fundamentos. Introducción.
  • Ecuación general de balance de materia.
  • Conceptos de flujo masico y flujo volumétrico. Unidades.
  • Ley de conservación de materia.
  • Ajuste de ecuaciones químicas. Estequiometria.
  • Reactivo limitante. Reactivo en exceso.
  • Elaboración y rotulación de datos en diagramas de flujo de procesos químicos.
  • Conceptos básicos del Balance de Materia.
• * Flujo masico y volumétrico.
• * Conversión entre ellos.
  • Mecánica para la resolución de problemas. Bases de cálculo. Método general de resolución de B.M. Resolución de problemas.
• Descripción de tres ejemplos “tipo” de proceso químico, identificando las operaciones unitarias que tienen lugar:
  • Electrolisis del ClNa.
  • Tratamiento de aguas residuales. EDAR.
  • Refino de petróleo.
• Operaciones Unitarias más utilizadas: descripción de la operación, fundamentos físico-químicos, variables del proceso, esquema de control, balance, ejemplosen la industria química, descripción funcional de los equipos utilizados:
  • Extracción. Liquido-líquido. Sólido-liquido.Modos de operación
  • Destilación y Rectificación
• * Modos de operación: continua, discontinua, con reflujo, sin reflujo.
  • Sedimentación. Decantación. Centrifugación.
• * Importancia. Aplicaciones.
  • Absorción (con/sin reacción química). Desorción o stripping.
• * Modos de operación.
  • Adsorcion. Deserción.
  • Cristalización.
  • Humidificación. Secado. Liofilización.
  • Filtrado. Osmosis Inversa.
  • Molienda. Tamizado.
  • Agitación y mezcla.
  • Transporte de fluidos. Transporte de sólidos.
• Operación Unitaria Reacción Química: Introducción.
  • Concepto de reacción química. Ecuaciones químicas. Teoría de las reacciones químicas. Variables de la reacción química: presión, temperatura y concentración.
  • Clases de reacciones químicas.
  • Termodinámica y cinética de la reacción química. Catalizadores.
• Procesos representativos de la industria química: Descripción del proceso. Esquema básico de proceso. Pasos y operaciones unitarias. Equipos e instalaciones. Reacciones. Materias primas. Productos y subproductos. Características especiales.
  • Proceso obtención de etileno por craqueo de hidrocarburos.
  • Proceso obtención de Sosa Solvay (CO3Na2).
  • Proceso obtención de caucho sintético.
  • Proceso obtención de Acido Nítrico.
  • Proceso de obtención de jabones y detergentes.
  • Proceso de desmineralización de aguas por intercambio con resinas iónicas.