CATALISIS II. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Doctorado en Ciencias Químicas. Programa semestral: 96 h. Objetivos del curso:

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1 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Doctorado en Ciencias Químicas CATALISIS II Programa semestral: 96 h. Objetivos del curso: Aplicación de las teorías científicas de la catálisis heterogénea a la construcción de procesos catalíticos industriales para la solución de problemas futuros. Aplicación de los conocimientos básicos de la Catálisis a los procesos industriales de las trasformaciones de combustibles fósiles. Aplicación de las teorías científicas y de los procesos tecnológicos industriales a la investigación de procesos catalíticos en la eliminación de contaminantes del medio ambiente. Se analizan los últimos avances en las investigaciones científicas y tecnológicas de la catálisis de procesos químicos para la producción de biocombustibles. 1. Procesos del petróleo y de los hidrocarburos. 1.1 Composición del petróleo. 1.2 Fraccionación 1.3 Gasolina 1.4 Craqueo catalítico 1.5 Reformaje catalítico 1.6 Isomerización 1.7 Hidrocraqueo 1.8 Hidrodesulfuración 1

2 1.9 Hidrodinitrogenación 1.10 Deshidrogenación 1.11 Hidrodesalquilación 1.12 Regeneración de los catalizadores desactivados por compuestos deshidrogenados. 2. Gas de síntesis 2.1 Vaporeformaje 2.2. Síntesis Fisher- Tropsch 2.3 Reacciones gas al agua Water-gas- shift 2.4 Síntesis de metanol 2.5 Síntesis de amoniaco 2.6 Metanación 3. Control Catalítico de la contaminación atmosférica 3.1. Catalizador Automotor. Emisiones y regulaciones Las reacciones catalíticas para abatir la contaminación Estructura catalítica del convertidor catalítico Primera generación de convertidores: catalizador de Oxidación Segunda generación de convertidores. Reducción de NOx, CO e hidrocarburos mal quemados Procedimiento de las pruebas federales Tercera generación de convertidores: reducción de NOx, CO e hidrocarburos mal quemados Catalizador TWC de paladio. La cuarta generación de convertidores. 2

3 3.1.8 Tecnologías de emergencia Futuro Emisiones de motores diesel, gas natural y otros motores Bases teóricas Estándares mundiales de las emisiones diesel Estrategias para reducir las partículas del escape de camiones pesados Oxidación catalítica de la FOS Reducción catalítica de emisiones de partículas de motores diesel Reducción catalítica de emisiones de autobuses de pasajeros funcionando con motores diesel Desactivación de catalizadores Catalizadores de oxidación diesel comerciales Futuro. 4. Producción catalítica de biocombustibles. Biodiesel Biogas BIBLIOGRAFÍA 1. J. M. Thomas and W. J. Thomas, INTRODUCTION TO THE PRINCIPLES OF HETEROGENEOUS CATÁLISIS, Academic Press, S. Gastone, K. J. Laidler and H. Eyring, THE THEORY OF THE RATE PROCESSES, McGraw-Hill Book Company Inc., G. S. Zabo, CONTAC CATALYSIS, Elsevier Scientific Publishing Company,

4 4. G. C. Bond, HETEROGENEOUS CATALYSIS: PRINCIPLES AND APPLICATIONS, Clarendon Press, Guerasimiv, Y. A., Dreving V., Eriomin E., Kiseliov A., Levedev V., Panchenkov G., Shliguin A, CURSO DE QUÍMICA FÍSICA I Y II, Ed. MIir, G. Aguilar, ADSORCIÓN Y CATÁLISIS, Textos UAP, Gabriel Aguilar R., FUNDAMENTOS DE CATÁLISIS, Ed. Alfa-Omega, R.M. Heck, R.J. Farrauto, Van Nostrand Reinhold, CATALYTIC AIR POLLUTION CONTROL, International Thomson Publishing Inc., C. N. Satterfield, HETEROGENEOUS CATALYSIS IN PRACTICE, McGraw-Hill Chemical Engineering Series, J. W. Niemantsverdriet, SPECTROSCOPY IN CATALYSIS, VCH, Germany, J. R. Anderson, STRUCTURE OF METALLIC CATALYSTS, Academic Press, http// 13. http// Perfil del alumno al egresar del curso El alumno tendrá la capacidad para: Proponer con bases científicas un proceso tecnológico para solucionar un problema específico que genere ahorro de energía y tiempo a nivel industrial. Aplicar sus conocimientos a la optimización de transformaciones de combustibles fósiles. Proponer con bases científicas soluciones a problemas de contaminación atmosférica producida por motores de combustión interna. La iniciación de proyectos de investigación para la producción de biocombustibles. 4

5 Marco conceptual El curso Catálisis II tiene el siguiente marco conceptual: La aplicación de la Catálisis Química a la solución de problemas nuevos y a la optimización de procesos existentes, por medio del conocimiento de las reacciones catalíticas básicas, aplicadas a la industria. Los mecanismos de reacción catalíticas establecidos para las transformaciones de los combustibles fósiles (petróleo, gas natural), y para sintetizar compuestos (metanol, amoniaco ). Estos mecanismos permiten establecer las bases para formular hipótesis acerca de la construcción de nuevos procesos catalíticos. La catálisis ambiental, que comprende la construcción de sistemas catalíticos para fuentes contaminantes fijas y móviles. Esta parte de la catálisis permite la propuesta de soluciones para degradar, disminuir o eliminar los contaminantes atmosféricos generados por motores de combustión interna. Reacciones catalíticas utilizando catalizadores sólidos para la fabricación de biocombustibles. Se concentran los conocimientos de la Cinética Química, la Termodinámica, la Química Orgánica, la Microbiología y la Economía Industrial para la producción de biocombustibles a partir de la biomasa, utilizando catalizadores que son recuperados después de cada proceso y re-utilizados continuamente. Proceso enseñanza aprendizaje El alumno asistirá a las presentaciones de los temas del curso impartidas por el profesor. El alumno asistirá a las conferencias impartidas por los profesores invitados. El alumno leerá publicaciones de investigación actuales propuestas por el profesor. El alumno presentará la frente al grupo el resumen de las publicaciones leídas. 5

6 El alumno expondrá sus dudas ante el grupo y conducirá a los alumnos a participar en la exposición. El alumno deberá proponer un sistema y un proceso catalítico para resolver un problema de reacción propuesto por el profesor. Actividades de evaluación. Actividad Calificación mínima Evaluación 4 exámenes parciales % Presentaciones de % resúmenes ante el grupo Proyecto de proceso % catalítico TOTAL % Acreditación Para acreditar el curso, el estudiante deberá obtener una calificación total mínima de 8.0. Esto implica la presentación obligatoria de los resúmenes concernientes y del proyecto del proceso catalítico. 6