Guía docente de la asignatura OPERACIÓN DE PLANTAS QUÍMICAS

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1 Guía docente de la asignatura OPERACIÓN DE PLANTAS QUÍMICAS Titulación: GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL Curso 2012/13

2 Guía Docente 1. Datos de la asignatura Nombre Materia Módulo OPERACIÓN DE PLANTAS QUÍMICAS OPERACIÓN DE PLANTAS QUÍMICAS Materias Optativas Específicas Código Titulación/es Plan de estudios Centro Tipo GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL Decreto nº 269/2009 de 31 de Julio, de la CARM ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Optativa Periodo lectivo Segundo cuatrimestre Curso 4 Idioma Castellano y ocasionalmente inglés ECTS 3 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 90 Horario clases teoría Horario sesiones laboratorio/planta piloto Miércoles, de 16:00 a 17:50 h. Miércoles, de 16:00 a 17:50 h. Aula Lugar P1 5, Edificio Antiguo Hospital de Marina Laboratorio Experimentación en IQ (ELDI) 2. Datos del profesorado Profesor responsable Departamento Área de conocimiento Ubicación del despacho Correo electrónico Luis Javier Lozano Blanco Ingeniería Química y Ambiental Ingeniería Química Departamento: Segunda planta edificio Hospital de Marina. Teléfono Fax URL / WEB Luisja.lozano@upct.es Horario de atención / Tutorías Lunes, de 10:00 a 14:00 h., Miércoles de 10:00 a 12:00 h. Ubicación durante las tutorías Departamento: Segunda planta edificio Hospital de Marina.

3 3. Descripción de la asignatura 3.1. Presentación La asignatura Operación de Plantas Químicas (OdPQ) tiene por objetivo proporcionar las bases para planificar y coordinar las tareas relacionadas con la ejecución de la construcción, comisionado, puesta en marcha, operación normal y parada de plantas químicas. En ese sentido la asignatura comprende las facetas de la profesión correspondiente a Ingeniero de Proyecto e Ingeniero de Producción 3.2. Ubicación en el plan de estudios La asignatura se ha programado como optativa, en el último cuatrimestre de la titulación Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional La asignatura comienza con dos temas introductorios el primero relacionado con la interpretación de información y el segundo con el análisis de riesgos en los procesos químicos, que son básicos para el resto de la asignatura. El resto de la asignatura es un recorrido por las diversas fases en la evolución de un proyecto químico desde el momento en que se inicia la construcción hasta la operación normal del mismo pasando por las etapas de comisionado y puesta en marcha de la instalación. El temario está orientado a la operación de plantas de proceso continuo por lo que en el último tema se llevan a cabo las consideraciones particulares de los temas anteriores en relación con procesos por cargas o tipo batch. Debido a que en muchos análisis realizados en esta asignatura se llevan a cabo profesionalmente con el apoyo de software comercial, esta asignatura incluye de forma transversal y a lo largo de la mayor parte de sus temas sesiones prácticas con diversas herramientas de software comercial para desarrollar estas habilidades. El enfoque de la titulación esta fundamentalmente orientado a la capacitación del alumno en el diseño de procesos químicos. Desafortunadamente, no se desarrollan nuevos procesos ni se construyen nuevas plantas químicas todos los días por lo que, con frecuencia, el trabajo de muchos Ingenieros Químicos esta mas relacionado con la ingeniería de la operación de instalaciones químicas ya construidas. En este contexto la Operación de Plantas Químicas emerge como una asignatura indispensable para el desarrollo practico de la profesión Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones Es recomendable que el alumno haya superado las asignaturas de OPERACIONES DE SEPARACIÓN, INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA, INGENIERÍA DE PROCESOS Y DE PRODUCTO Y EXPERIMENTACIÓN EN INGENIERÍA QUÍMICA (I y II) 3.5. Medidas especiales previstas No se contemplan medidas especiales

4 4. Competencias 4.1. Competencias específicas de la asignatura (según el plan de estudios) Capacidad para operar procedimientos de procesos químicos. Capacidad para el diseño y gestión de procedimientos de experimentación aplicada. Capacidad para el análisis de procesos y productos Competencias genéricas / transversales (según el plan de estudios) COMPETENCIAS INSTRUMENTALES T1.1 Capacidad de análisis y síntesis T1.2 Capacidad de organización y planificación T1.3 Comunicación oral y escrita en lengua propia T1.7 Resolución de problemas T1.8 Toma de decisiones COMPETENCIAS PERSONALES T2.1 Capacidad crítica y autocrítica T2.2 Trabajo en equipo T2.3 Habilidades en las relaciones interpersonales T2.8 Compromiso ético COMPETENCIAS SISTÉMICAS T3.1 Capacidad para aplicar los conocimientos a la práctica T3.2 Capacidad de aprender T3.3 Adaptación a nuevas situaciones T3.4 Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) T3.5 Liderazgo T3.9 Preocupación por la calidad 4.3. Objetivos generales / Competencias específicas del título (según el plan de estudios) COMPETENCIAS PROFESIONALES E2.4 Capacidad de dirección de las actividades objeto de los proyectos de ingeniería descritos en la competencia E2.1, así como de organización y planificación en el ámbito de la empresa, y otras instituciones y organizaciones Resultados esperados del aprendizaje 1. Interpretar diagramas ingenieriles de detalle para la planificación de la construcción, comisionado y puesta en marcha de un proceso químico. 2. Analizar los riesgos existentes en el proceso con el fin de operar una planta química de forma segura. 3. Planificar las tareas para llevar a cabo la construcción, comisionado y puesta en marcha de una planta química de forma segura. 4. Diseñar procedimientos de operación estandarizados para el comisionado, puesta en marcha, operación y parada de equipos y unidades. 5. Diagnosticar de forma sistemática potenciales problemas y tomar las acciones

5 correctoras necesarias para prevenir la interrupción de la operación de un proceso químico. 6. Optimizar la operación de un proceso químico que se encuentra en operación. 7. Comunicar efectivamente con las funciones auxiliares como operaciones, mantenimiento, laboratorio y dirección.

6 5. Contenidos 5.1. Contenidos (según el plan de estudios) Fundamentos de la operación de procesos químicos. El diagrama de tuberías e instrumentación (P&IDs). Operaciones habituales: Comisionado de líneas, puesta en marcha de servicios auxiliares, entrada de materias primas, transvase entre recipientes o unidades de proceso, toma de muestras. Hojas de chequeo. Preparación de procedimientos de operación. Planificación de paradas por mantenimiento. Métodos de diagnóstico y resolución de problemas. Análisis de fallos en los principales equipos de proceso. Factores interpersonales: el trabajo en equipo. Optimización empírica de procesos químicos 5.2. Programa de teoría UD1. Trabajo en equipo. Habilidades de comunicación. Ética y profesionalidad. UD2. Información básica para la operación de instalaciones químicas. UD3. Análisis de riesgos en procesos químicos. UD4. Construcción, comisionado y puesta en marcha de instalaciones químicas. UD5. Resolución de problemas de operación ( troubleshooting ). UD6. Procesos por cargas ( batch ). Particularidades de operación Programa de prácticas P1. Estimación de las consecuencias de un accidente mediante software comercial (ALOHA). P2. Planificación de una puesta en marcha mediante software comercial (GANTT). P3. Preparación de un procedimiento para el comisionado y puesta en marcha de una unidad. P3. Análisis de una DoE y un EVOP mediante software comercial (MINITAB). P4. Practica de troubleshooting en planta piloto o en unidad comercial (esto último dependiendo de la disponibilidad. Si no se puede hacer se sustituye por un análisis de caso). P5. Planificación de la producción en una planta que opera por cargas Programa resumido en inglés Lesson 1. Teamwork and communication skills. Ethics and professionalism Lesson 2. Basic information for chemical plant operation Lesson 3. Process risk analysis Lesson 4. Construction, commissioning and startup of chemical plants Lesson 5. Process troubleshooting and debottlenecking Lesson 6. Batch processes. Special operating characteristics 5.5. Resultados de aprendizaje detallados por Unidades Didácticas (opcional) UD1. Trabajo en equipo. Habilidades de comunicación. Ética y profesionalidad. Integrarse y trabajar efectivamente en un equipo. Comunicarse efectivamente con otras funciones auxiliares de planta. Desarrollar una actitud ética y responsable ante el ejercicio de la profesión. UD2. Información básica para la operación de instalaciones químicas. Describir un proceso químico a partir de los diversos diagramas ingenieriles y la información complementaria que lo componen.

7 Extraer la información más importante de los equipos de proceso a partir de las hojas de especificaciones de los mismos. UD3. Análisis de riesgos en procesos químicos. Identificar los riesgos existentes en un proceso químico. Cuantificar los riesgos de los accidentes potenciales de un proceso químico. Elaborar estrategias de mitigación y reducción del riesgo en procesos químicos. Redactar estudios de seguridad de acuerdo con la legislación vigente. UD4. Construcción, comisionado y puesta en marcha de instalaciones químicas. Planificar las tareas para llevar a cabo la construcción, comisionado y puesta en marcha de una planta química de forma segura. Diseñar procedimientos de operación estandarizados para el comisionado, puesta en marcha, operación normal y parada de equipos y unidades. UD5. Resolución de problemas de operación ( troubleshooting ). Diagnosticar de forma sistemática posibles problemas de operación. Tomar acciones correctoras necesarias para prevenir la interrupción de la operación de un proceso químico. Controlar la evolución de las acciones correctoras tomadas. Optimizar la operación de un proceso químico que se encuentra en operación. UD6. Procesos por cargas ( batch ). Particularidades de operación. Planificar eficazmente la programación de una planta que opera por cargas.

8 6. Metodología docente 6.1. Actividades formativas Actividad Descripción de la actividad Trabajo del estudiante ECTS Clase expositiva de teoría con Presencial: Asistencia a clase y toma de técnicas de aprendizaje cooperativo apuntes. 0.5 de corta duración para entender la No presencial: Lectura previa de los Clases de teoría motivación del tema y mantener la materiales proporcionados específicamente atención. Resolución de dudas por el profesor y estudio individual de la 0.2 planteadas por los estudiantes materia. Sesiones practicas en el aula Sesiones prácticas en aula de informática Actividades de trabajo cooperativo Tutorías Actividades de evaluación sumativas Resolución de problemas tipo poniendo énfasis en el planteamiento y métodos de resolución no en el resultado. Se plantearán problemas similares para que los alumnos los resuelvan de forma individual Las sesiones prácticas en el aula informática harán uso de software comercial y permiten ampliar la capacidad del alumno para aplicar métodos numéricos en el diseño de operaciones de separación Se propondrán casos prácticos de elaboración de procedimientos de operación, mediante trabajo en grupo. Las tutorías serán individuales con objeto de proporcionar al alumno un apoyo en los trabajos propuestos y conocer su nivel de interés y motivación por la asignatura. Se realizará una 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 toma de notas sobre los procedimientos de resolución de problemas tipo. Resolución de problemas por parte del alumno en clase mientras el profesor presencia y les corrige sus errores No presencial: Estudio y repaso de los problemas tipo resueltos en clase. Resolución de problemas propuestos por el profesor Presencial: Manejo de software comercial bajo las indicaciones directas del profesor No presencial: Manejo de software comercial de forma autónoma por el alumno Presencial: No presencial: Resolución de problemas reales mas complejos que requieren el uso de software comercial Presencial: Planteamiento de dudas en horario de tutorías. No presencial: Planteamiento de dudas por correo electrónico en plazos preestablecidos. Presencial: Asistencia a la prueba escrita y realización de ésta. Exposición y defensa de las actividades de trabajo cooperativo propuestas. No presencial:

9 7. Evaluación 7.1. Técnicas de evaluación Instrumentos Realización / criterios Ponderación Practicas Trabajos Trabajos realizados en clase y evaluados mediante matriz de rubricas Trabajos relacionados que requieren el uso del ordenador y evaluados mediante matriz de rubricas y en algunos casos mediante presentación oral 40% de la calificación global de la asignatura 60% de la calificación global de la asignatura Competencias genéricas (4.2)evaluadas T1.1 T1.2 T1.7 T1.8 T3.1 T3.2 T1.1 T1.2 T1.3 T1.7 T1.8 T3.1 T3.3 T3.4 T3.5 T3.9 Resultados (4.4) evaluados 1, 3, 4, 5, 7 2, 3, 5, 6, Mecanismos de control y seguimiento El seguimiento del aprendizaje se realizará mediante las siguientes actividades: Cuestiones planteadas de manera informal en clase. Supervisión durante las sesiones de prácticas en el aula informática. Tutorías individuales.

10 7.3. Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados Resultados esperados del aprendizaje (4.4) Clases de teoría Sesiones prácticas en aula Sesiones Aula de Informática Actividades de trabajo cooperativo Tutorías Prácticas Trabajos 1. Interpretar diagramas ingenieriles de detalle para la planificación de la construcción, comisionado y puesta en marcha de un proceso químico. 2. Analizar los riesgos existentes en el proceso con el fin de operar una planta química de forma segura. 3. Planificar las tareas para llevar a cabo la construcción, comisionado y puesta en marcha de una planta química de forma segura. 4. Diseñar procedimientos de operación estandarizados para el comisionado, puesta en marcha, operación y parada de equipos y unidades. 5. Diagnosticar de forma sistemática potenciales problemas y tomar las acciones correctoras necesarias para prevenir la interrupción de la operación de un proceso químico. Optimizar la operación de un proceso químico que se encuentra en operación. Comunicar efectivamente con las funciones auxiliares como operaciones, mantenimiento, laboratorio y dirección. X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

11 9. Recursos y bibliografía 9.1. Bibliografía básica Notas de clase 9.2. Bibliografía complementaria Woods, D.W. Successful troubleshooting for process engineers. Ed. Wiley VCH (2006) Storch de Gracia, J.M. y Garcia Martin, T. Seguridad industrial de plantas químicas y energéticas. Ed. Diaz de Santos SA. (2008) Turton, R. Analysis, synthesis and design of Chemical Processes. Ed Prentice Hall (2009) 9.3. Recursos en red y otros recursos