Carrera: Ingeniero Químico Asignatura: Simulación de Procesos. Área del Conocimiento: Licenciatura Ingeniero Químico /abril/2010

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1 Generales de la Asignatura: Nombre de la Asignatura: Clave Asignatura: Nivel: Carrera: Frecuencia (h/semana): Teoría: Laboratorio: Total horas en el período escolar: Créditos: Fecha de Elaboración: Prerrequisitos: Simulación y Optimización Carrera: Ingeniero Químico Asignatura: Simulación de Procesos Área del Conocimiento: Acentuacion Procesos Simulación de Procesos Licenciatura Ingeniero Químico /abril/2010 Recomendaciones para cursarla: Métodos numéricos, termodinámica, Conocimientos básicos de transferencia de calor y masa y diseño de reactores. Objetivo general: El alumno desarrollará habilidades en el empleo de software comerciales para simulación de procesos y podrá resolver problemas de simulación complejos mediante modelos rigurosos, además de que será capaz de usar, entender e interpretar resultados de un simulador comercial de procesos químicos. Objetivos específicos: Conceptuales (conocimientos): El estudiante: Empleará un simulador comercial de procesos en la solución de casos de estudio. Conociendo su alcance y las restricciones existentes. Conocerá los modelos de predicción de propiedades físico-químicas, y será capaz de elegir el modelo más apropiado para caracterizar a cada una de las mezclas que intervienen en los procesos químicos. Consolidará y ampliará los conceptos de modelado adquiridos en cursos previos e integrará información para crear módulos de simulación Procedimentales (habilidades): El estudiante tendrá la habilidad de: Pág. 1 de 6

2 Integrar los conocimientos previos y desarrollar su capacidad de síntesis. Usar varias fuentes de información para resolver problemas de simulación. Planear los problemas y resolverlos con los medios disponibles. Escoger las herramientas de simulación más apropiadas para resolver cada problema. Uso, discernimiento e interpretación de resultados. Expresarse con un lenguaje claro y conciso. Actitudinales (actitudes): Desarrollar en el alumno: Responsabilidad en el cumplimiento de las actividades y tareas asignadas. Disposición para la colaboración y el trabajo en equipo. Capacidad de usar los recursos de los que dispone para encontrar soluciones. Expresar y defender sus puntos de vista con argumentos académicos. Interés por la innovación tecnológica y el empleo de nuevas herramientas. Descripción sintética (máximo 350 palabras): El curso abarca los fundamentos la descripción y utilización de la herramienta útil de la ingeniería química que es la simulación de procesos. Se da al alumno las bases en las estrategias de simulación de procesos químicos, para que desarrolle buenos hábitos en el modelado y posterior resolución de problemas. Se plantean los diferentes modelos matemáticos para unidades de procesos químicos simples en estado estacionario y dinámico y estimación de propiedades. Este taller es de carácter práctico y fomenta el planteamiento de problemas complejos de ingeniería y su resolución a través del empleo de tecnología. Se da especial importancia al manejo de información, toma de decisiones y establecimiento de conclusiones. Aportación de la asignatura al Perfil del Egresado: El egresado podrá diseñar y simular diferentes procesos industriales, así como analizar los cambios o perturbaciones en las variables de procesos, utilizando herramientas de simulación asistida por computadora. Desarrolla habilidades de solución de problemas, síntesis, creatividad y trabajo en equipo, motivando el interés por la innovación tecnológica y empleo de nuevas herramientas. Contenido y descripción de las unidades de los temas: I. Introducción al modelado y Simulación de Procesos Descripción detallada del contenido de las Unidades: 1.1 Modelado en Ingeniería Química 1.2 Grados de libertad 1.3 Estrategias de Solución (Secuencial y Orientado a ecuaciones) Actividades: Exponer las bases teóricas, conceptos y definiciones. Estudio de diferentes ejemplos prácticos de el empleo de las herramientas de simulación. Pág. 2 de 6

3 III. Simulación es Estado Estacionario 2.1 Propiedades termodinámicas Estimación de propiedades termodinámicas Bases de datos Análisis y selección de métodos para los cálculos de propiedades termodinámicas Obtención de parámetros de interacción binaria a partir de datos experimentales Propiedades de transporte 2.2 Balances de materia y energía en estado estacionario Modelos Básicos. Mezcladores y divisores de flujo, separadores, equipos para intercambio de calor, separación en columnas con métodos cortos, Manipuladores de presión, Manejo de sólidos Simulación avanzada. Procesos de separación con métodos rigurosos, diseño de reactores químicos. 2.3 Diagramas de flujo de procesos simples Secuencia de cálculo Convergencia Análisis de información requerida Búsqueda de errores Reporte de resultados Análisis de resultados 2.4 Herramientas Adicionales Especificaciones de diseño Realización de ejercicios prácticos en clase y talleres grupales. Exposiciones de resultados por parte de cada equipo de trabajo. Pág. 3 de 6

4 III.- Simulación Dinámica. TALLERES Análisis de sensibilidad Ajuste de datos Opciones de flowsheet Controladores y manipuladores de corrientes 3.1 Introducción a la simulación dinámica 3.2 Balances de Materia y Energía en Estado Transitorio. 3.3 Sistemas de reacción 3.4 Simulación de procesos regulados con controladores 1. Estimación de Propiedades Taller 1. Estimación de propiedades termodinámicas 2. Biblioteca de Módulos Taller 2. Separación Multietapa Taller 3. Absorbedor Taller 4. Reactor Taller 5. Intercambiador de calor Realización de ejercicios prácticos en clase y talleres grupales. Exposiciones de resultados por parte de cada equipo de trabajo. Realización de ejercicios prácticos en clase y talleres grupales. Exposiciones de resultados por parte de cada equipo de trabajo. 3. Herramientas Adicionales Taller 6. Análisis de Sensibilidad Taller 7. Convergencia Taller 8. Integración 4. Simulación Dinámica Taller 9. Sistema de Reacción Taller 10. Control Evaluación del Curso: Tipo de evaluación Desarrollo del Conocimiento Talleres Proyecto Final Desarrollo de Habilidades Trabajo en equipo Comunicación oral y escrita Planteamiento y solución de problemas Desarrollo de Actitudes Responsabilidad Colaboración Compromiso TOTAL Porcentaje 50% 35% 2% 1% 100 % Pág. 4 de 6

5 Material o Equipo Requerido: Pizarrón blanco/marcadores Cañón Laboratorio de Simulación Software Frecuencia de uso 3 por semana 3 por semana 3 por semana 3 por semana (Polymath, MatLab, Excel, AspenPlus Referencias bibliográficas: 1. Seider, W.D., Seader, J.D., Lewin, D.R., Process design principles: Synthesis, analysis and evaluation, John Wiley & Sons, N.Y., Turton, R., Bailie, R.C., Whiting, W.B., Shaeiwitz, J.A., Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes, 2 nd ed., Prentice Hall PTR, Martínez, V.H.; Alonso P.A.; López, J.; Salado, M.; Rocha, J.A., Simulación de Procesos en Ingeniería Química Ed. Plaza y Valdés, México D.F., Felder y Rousseau Principios Elementales de los Procesos Químicos, 3ra Edición, Ed. Limusa S.A de C.V., Finlayson, Bruce A. Introduction to Chemical Engineering Computing, Ed. Wiley, Cutlip y Shacham, Resolución de problemas en Ing. Química y Bioquímica con POLYMATH, Excel y MATLAB, 2da Edición Ed. Pearson Education, Himmelblau, E. y Lasdon D.M. Optimization of Chemical Processes, 2da. Edición, Ed. Mc Graw-Hill, Bequette, B.W., Process control: modeling, design and simulation, Prentice Hall, N.J., Biegler, L.T., Grossman, I.E., Westerberg, A.W., Systematic Methods of Chemical Process Design, Prentice Hall, N.J., Luyben, W.L., Tyréus, B.D., Luyben, M.L. "Plantwide Process Control", McGraw- Hill, N.Y., Luyben, W.L. Plantwide dynamic simulators in chemical processing and control Marcel Dekker, Luyben, W.L., Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers, 2da. Edición, Ed. McGraw-Hill, Scenna, N.J. Modelado, Simulación y Optimización de Procesos Químicos. McGraw Hill Puigjaner, L., Ollero, P., De Prada J., y Jiménez, L., Estrategias de modelado, simulación y optimización de procesos químicos, Pág. 5 de 6

6 Universidad Autónoma de Coahuila Asignatura: SIMULACIÓN DE PROCESOS RESPONSABLES Director Secretaria Académica Dr. Rubén García Braham Coordinador de la carrera de Ingeniero Químico M.C. María Auxiliadora Valdés Flores Diseñador de la Asignatura Ing. Ernesto Oyervides Valdez MC Lilia Eugenia Serrato Villegas Pág. 6 de 6