Guía docente de la asignatura DISEÑO DE PLANTAS QUÍMICAS

Transcripción

1 Guía docente de la asignatura DISEÑO DE PLANTAS QUÍMICAS Titulación: Máster en Ingeniería Industrial Curso 2015/2016

2 1. Datos de la asignatura Nombre Materia* DISEÑO DE PLANTAS QUÍMICAS INDUSTRIAS DE PROCESO QUÍMICO Módulo* BLOQUE DE OPTATIVAS 6 Código Titulación Plan de estudios Centro Tipo MÁSTER EN INGENIERIA INDUSTRIAL Decreto nº xxx/2013 de XX de Junio, de la CARM Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Optativa Periodo lectivo Curso Cuatrimestre 1 Curso 2 Idioma Castellano y ocasionalmente en inglés ECTS 4.5 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 135 * Todos los términos marcados con un asterisco están definidos en Referencias para la actividad docente en la UPCT y Glosario de términos:

3 2. Datos del profesorado Profesor responsable Carlos Godínez Seoane Departamento Ingeniería Química y Ambiental Área de conocimiento Ingeniería Química Ubicación del despacho Departamento. Segunda planta del Edificio Hospital de Marina Teléfono Fax Correo electrónico carlos.godinez@upct.es URL / WEB Horario de atención / Tutorías Lunes, Martes y Jueves, de 12:00 a 14:00 h Ubicación durante las tutorías Despacho Perfil Docente e investigador Experiencia docente Líneas de Investigación Experiencia profesional Otros temas de interés Doctor en Química desde el año He sido investigador asociado en la Universidad de California (Estados Unidos) y en la Universidad de Newcastle (Reino Unido). Dos sexenios de investigación con más de 25 artículos publicados y 8 patentes Profesor Titular a tiempo completo desde 2003 con más de 15 años (3 quinquenios) de experiencia docente universitaria He participado en numerosos proyectos de investigación financiados tanto por empresas como por instituciones públicas siendo mis áreas de interés el diseño de reactores químicos, los procesos de polimerización y la generación de energía a partir de biomasa. 8 años de experiencia profesional desempeñado diversos puestos en empresas (General Electric, SABIC) en sus centros de producción en España y en el extranjero (Holanda, Japón y Arabia Saudí)

4 3. Descripción de la asignatura 3.1. Descripción general de la asignatura La asignatura Diseño de Plantas Químicas se orienta hacia la consecución por parte del alumno de las habilidades y conocimientos necesarios para realizar la ingeniería de detalle de partes de un proceso químico Aportación de la asignatura al ejercicio profesional Esta asignatura capacita al alumno para realizar la ingeniería de detalle de partes de un proceso químico. Asimismo, consolida en el alumno una formación básica para que, bien de forma autónoma o bien asistiendo a cursos de especialización, se haga un experto en la materia Relación con otras asignaturas del plan de estudios Esta asignatura comparte competencias con Ingeniería de Procesos Químicos, Medioambiente, Salud y Seguridad y Sistemas de Control para Plantas Químicas del mismo módulo de optativas Incompatibilidades de la asignatura definidas en el plan de estudios No se contemplan incompatibilidades 3.5. Recomendaciones para cursar la asignatura 3.6. Medidas especiales previstas Los alumnos que, por algún tipo de incompatibilidad justificada, no puedan asistir a las sesiones de prácticas obligatorias podrán realizar las prácticas de manera no presencial, comunicándolo al profesor al comienzo del cuatrimestre. Los alumnos extranjeros que tengan alguna dificultad con el idioma deben comunicarlo al profesor. Para estos alumnos, las tutorías, trabajos y exámenes se realizarán en inglés.

5 4. Competencias y resultados del aprendizaje 4.1. Competencias básicas* del plan de estudios asociadas a la asignatura Haber adquirido conocimientos avanzados y demostrado, en un contexto de investigación científica y tecnológica o altamente especializado, una comprensión detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en el campo de la Ingeniería Industrial (D1). Saber aplicar e integrar sus conocimientos, la comprensión de estos, su fundamentación científica y sus capacidades de resolución de problemas en entornos nuevos y definidos de forma imprecisa, incluyendo contextos de carácter multidisciplinar tanto investigadores como profesionales altamente especializados (D2, OM8). Saber evaluar y seleccionar la teoría científica adecuada y la metodología precisa de sus campos de estudio para formular juicios a partir de información incompleta o limitada incluyendo, cuando sea preciso y pertinente, una reflexión sobre la responsabilidad social o ética ligada a la solución que se proponga en cada caso. (D3, OM9) Ser capaces de predecir y controlar la evolución de situaciones complejas mediante el desarrollo de nuevas e innovadoras metodologías de trabajo adaptadas al ámbito científico/investigador, tecnológico o profesional de la Ingeniería Industrial, en general multidisciplinar, en el que se desarrolle su actividad. Saber transmitir de un modo claro y sin ambigüedades a un público especializado o no, resultados procedentes de la investigación científica y tecnológica o del ámbito de la innovación más avanzada, así como los fundamentos más relevantes sobre los que se sustentan (D4, OM10). Haber desarrollado la autonomía suficiente para participar en proyectos de investigación y colaboraciones científicas o tecnológicas dentro la Ingeniería Industrial, en contextos interdisciplinares y, en su caso, con una alta componente de transferencia del conocimiento. Ser capaces de asumir la responsabilidad de su propio desarrollo profesional y de su especialización en uno o más campos de estudio (D5, OM11) Competencias generales del plan de estudios asociadas a la asignatura Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de: métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo e infraestructuras. Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas. Dirigir, planificar y supervisar equipos multidisciplinares. Realizar investigación, desarrollo e innovación en productos, procesos y métodos. Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental. Gestionar técnica y económicamente proyectos, instalaciones, plantas, empresas y centros tecnológicos. Poder ejercer funciones de dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos I+D+i en plantas, empresas y centros tecnológicos. Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial

6 4.3. Competencias específicas* del plan de estudios asociadas a la asignatura Conocimientos y capacidades para el diseño de plantas químicas 4.4. Competencias transversales del plan de estudios asociadas a la asignatura 4.5. Resultados** del aprendizaje de la asignatura Al terminar con éxito esta asignatura, los alumnos serán capaces de: 1. Interpretar diagramas ingenieriles de detalle para el diseño de plantas químicas, planificación de su construcción y para el comisionado y puesta en marcha de un proceso químico. 2. Diseñar la disposición más adecuada de los equipos y tuberías de proceso 3. Proponer estrategias de control para secciones de plantas químicas 4. Analizar los riesgos existentes en el proceso con el fin de operar una planta química de forma segura. 5. Planificar las tareas para llevar a cabo la construcción, comisionado y puesta en marcha de una planta química de forma segura y eficaz. ** Véase también la Guía de apoyo para la redacción, puesta en práctica y evaluación de los resultados del aprendizaje, de ANECA:

7 5. Contenidos 5.1. Contenidos del plan de estudios asociados a la asignatura Análisis económico de procesos químicos. Simulación de procesos. Distribución en planta. Integración energética. Análisis de riesgos en procesos químicos Programa de teoría (unidades didácticas y temas) T01. Introducción T02. Diagramas de ingeniería de detalle en plantas químicas T03. Disposición en planta y diseño de tuberías T04. Control regulatorio básico de plantas químicas T05. Análisis de riesgos en plantas químicas T06. Construcción, comisionado y puesta en marcha de plantas químicas 5.3. Programa de prácticas (nombre y descripción de cada práctica) P01. Simulación dinámica de procesos químicos mediante software comercial (1 hora) P02. Simulación dinámica de un reactor químico (2 horas) P03. Simulación dinámica de una columna de destilación (2 horas) P04. Análisis de los riesgos de una unidad mediante HAZOP 5.4. Programa de teoría en inglés (unidades didácticas y temas) T01. Introduction to Plant Design T02. Detailed engineering diagrams for chemical plants T03. Chemical plants layout and piping design T04. Basic regulatory control for chemical plants T05. Process and Operability Hazard Analysis in chemical plants T06. Construction, commissioning and chemical plant startup.

8 5.5. Objetivos del aprendizaje detallados por unidades didácticas TEMA 01. INTRODUCCIÓN 1.1. Comprender las fases en la evolución de un proyecto químico desde su concepción hasta su construcción y operación Identificar y discutir las tareas y responsabilidades de las distintas funciones de los ingenieros en plantas de procesos químicos. TEMA 02. DIAGRAMAS DE INGENIERIA DE DETALLE EN PLANTAS QUÍMICAS 2.1. Describir una sección de una planta química a partir de los diversos diagramas ingenieriles de detalle que la componen Ser capaz de extraer la información más relevante de los equipos de proceso a partir de las hojas de especificaciones de los mismos. TEMA 03. DISPOSICIÓN EN PLANTA Y DISEÑO DE TUBERÍAS 3.1. Conocer las diferentes reglas de diseño para la disposición de los equipos y tuberías en plantas de procesos químicos Proponer una disposición de los equipos y tuberías en planta para un proceso químico concreto Realizar cálculos sencillos para el dimensionamiento mecánico de equipos de proceso, las tuberías que los conectan, y las estructuras que los soportan. TEMA 04. CONTROL REGULATORIO BÁSICO DE PROCESOS QUÍMICOS 4.1. Conocer las diferentes estrategias de control de los principales equipos en un proceso químico Proponer una estrategia de control regulatoria básica para el conjunto de un proceso químico. TEMA 05. ANÁLISIS DE RIESGOS EN PROCESOS QUÍMICOS 5.1. Estimar cuantitativamente el riesgo de un proceso químico 5.2. Proponer alternativas de diseño para reducir el riesgo intrínseco de un proceso químico TEMA 06. CONSTRUCCIÓN, COMISIONADO Y PUESTA EN MARCHA DE PLANTAS QUÍMICAS 6.1. Conocer las actividades a realizar durante las etapas de construcción, comisionado y puesta en marcha de plantas químicas 6.2. Programar las actividades de comisionado, puesta en marcha y parada de una unidad 6.3. Preparar los procedimientos para las operaciones de comisionado, puesta en marcha y parada 6.4. Planificar una parada programada de planta ( turnaround )

9 6. Metodología docente 6.1. Metodología docente* Actividad* Técnicas docentes Trabajo del estudiante Horas Clase de teoría Clases de problemas Clase expositiva utilizando técnicas de aprendizaje cooperativo informal de corta duración. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes. Se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes. Se resolverán problemas tipo, enfatizando en el planteamiento de métodos de resolución y no en los resultados. Presencial: Asistencia a clase y toma de notas No presencial: No aplica 16 [-] Presencial: Asistencia a clase y toma de notas sobre los procedimientos de 8 resolución de problemas tipo No presencial: [-] Seminarios Sesiones en aula informática Trabajos en grupo Tutorías Cuestionarios Estudio individual Exámenes Se plantearán problemas similares a los de las clases de problemas para que los alumnos los resuelvan de forma individual. Estos ejercicios tienen la intención de motivar y proporcionar a los estudiantes realimentación sobre el grado de aprendizaje sin necesidad que afecte a la calificación final individual Las sesiones prácticas en aula de informática con software de simulación de procesos, permiten ampliar la capacidad del alumno para aplicar métodos analíticos en el diseño de operaciones de separación. Se propondrán problemas de mayor complejidad, que se salen fuera del contexto de lo que es resoluble en una clase o examen y que serán a resolver mediante trabajo en grupo. Las tutorías serán individuales con objeto de proporcionar al alumno un apoyo en la resolución de problemas propuestos y conocer su nivel de interés y motivación por la asignatura. Estos ejercicios tienen la intención de motivar y proporcionar a los estudiantes realimentación sobre el grado de aprendizaje obtenido de las clases teóricas Estudio individual de la teoría y los problemas tipo de las clases de problemas y en los seminarios. Se realizará una sola prueba escrita de tipo individual sobre los contenidos teóricos y prácticos abordados en la asignatura, con el fin de comprobar el grado de consecución de las competencias específicas. Presencial Asistencia a clase y realización de los problemas propuestos por el profesor No presencial: No aplica 22 [-] Presencial: Manejo de software específico de simulación de 10 operaciones de separación bajo las indicaciones directas del profesor No presencial: No aplica [-] Presencial: No aplica [-] No presencial: Resolución de problemas propuestos de mayor complejidad sobre alguna de las operaciones de separación Presencial: Planteamiento de dudas 7 en horario de tutorías No presencial: Planteamiento de dudas por correo electrónico en 0.5 plazos preestablecidos Presencial: No aplica [-] No presencial: Contestar a los cuestionarios proporcionados por el 4 profesor Presencial: No aplica [-] No presencial: Estudio individual. Aplicación de los conocimientos a 44 problemas nuevos propuestos por el profesor Presencial: Asistencia a la prueba 4 escrita y realización de ésta No presencial: No aplica 19.5 [-] 135

10 6.2. Resultados (4.5) / actividades formativas (6.1) (opcional) Resultados del aprendizaje (4.5) Actividades formativas (6.1) Clases de teoría X X X X X Clases de problemas X X X Sesiones en aula informática X Trabajos en grupo X X X X X Tutorías X X X X X Actividades de evaluación sumativas X X X X X

11 7. Metodología de evaluación 7.1. Metodología de evaluación* Actividad Sumativa* Tipo Formativa* Sistema y criterios de evaluación* Peso (%) Resultados (4.5) evaluados Examen de teoría Examen de problemas Trabajos en grupo X X X X Cuestiones teóricas formuladas tipo test. Estas cuestiones se orientan a conceptos y definiciones y evalúan principalmente los conocimientos teóricos 3-4 problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis A lo largo del curso se realizaran ejercicios y tareas de simulación solo con la intención de motivar y proporcionar a los estudiantes realimentación sobre el grado de aprendizaje sin necesidad que afecte a la calificación final individual 30 1,2,3,4,5 40 2,3,4 30 1,2,3,4, Mecanismos de control y seguimiento (opcional) El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: Cuestiones planteadas de manera informal en clase Revisión de los resultados de los trabajos en grupo en tutorías Supervisión del trabajo de los alumnos durante las sesiones de problemas y del aula informática Tutorías individuales o de grupo

12 8 Bibliografía y recursos 8.1. Bibliografía básica* Notas de clase 8.2. Bibliografía complementaria* Mobley, R.K. Plant Engineer s Handbook. Butterworth-Heineman (2001) Parisher, R. Pipe Drafting and Design. Gulf Publishing (2001) Bausbaucher, E., Hunt., R Process Plant Layout. Ed. McGraw Hill. (2004) Luyben, W. Process Modelling Simulation and Control for Chemical Engineers. Ed. McGraw Hill. (1999) Crowl, D. Chemical Process Safety. Prentice Hall (2011) Nolan, D. Safety and security review for the process industry. Gulf Publishing (2012) Speegle, M. Process Technology Plant Operations. Delmar Cengage Learning (2007) 8.3. Recursos en red y otros recursos