INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

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1 ESCUELA: U.P.I.I.C.S.A. CARRERA: INGENIERÍA EN INFORMÁTICA ESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADEMIA DE QUÍMICA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BÁSICAS ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES CLAVE: NQPQ SEMESTRE: TERCERO CREDITOS: 6 VIGENTE: AGOSTO 2000 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA MODALIDAD: Escolarizada Abierta. FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA Una de las aplicaciones más importantes del desarrollo en el tratamiento de la información ha sido el diseño computarizado de los procesos de producción que ha dado origen a sistemas más eficientes para el manejo de los materiales y las operaciones de procesos tanto de manufactura como de transformación. Con estos sistemas los ingenieros de proceso cuentan con herramientas que les permiten controlar con mayor precisión las variables que afectan la operación del mismo, la calidad de los productos y la productividad en general del área de producción. OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno deducirá la importancia del conocimiento de las variables y operaciones de los procesos de transformación de materiales en el diseño y aplicación de herramientas y servicios informáticos que permitan la utilización racional de los recursos y un desarrollo sustentable en la obtención de productos de las empresas industriales. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 54:00 H/SEMANA: 3:00 H/TEORIA/SEMESTRE: 54:00 H/PRACTICA/SEMESTRE: PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Procesos Químicos Industriales REVISADO: Jefatura de Academia de Química/Jefatura de la Carrera de Ingeniería en Informática APROBADO POR: El Consejo Técnico Escolar Ing. Francisco Bojórquez Hernández Director AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio. Del Consejo General Consultivo del I.P.N:

2 ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES CLAVE: NQPQ. HOJA: 2 DE 14. FUNDAMENTACIÓN En relación con la función del ingeniero en informática y respecto a las actividades que se desarrollan en el área de producción, específicamente con los procesos industriales de transformación, es importante el conocimiento básico de dichos procesos y el entendimiento de las necesidades del responsable del área para un diseño efectivo del sistema de información. Con el conocimiento básico de los procesos industriales y la comprensión de las necesidades del responsable de los operadores del sistema productivo de la empresa, el ingeniero informático podrá ofrecer equipos y servicios de mantenimiento y operación eficaces para un manejo adecuado de la información, contemplada dentro de un sistema integrado. Por ello, dentro de la curricula del Ingeniero en Informática, la asignatura de Procesos Químicos Industriales contempla el estudio de las características de los estados de la materia, algunas leyes fundamentales y relaciones entre éstos, principios de algunas operaciones y procesos unitarios que se llevan a cabo en los procesos industriales, así como condiciones de operación para el uso racional tanto de los materiales como de la energía. Esto con el fin de que al diseñar los sistemas computarizados y de información se contemplen los aspectos de procesos limpios y de desarrollo sustentable. La asignatura de Procesos Químicos Industriales, no tiene propiamente un antecedente directo, sin embargo, se apoya con los conocimientos que adquiere el estudiante en las asignaturas precedentes de Investigación Científica y Tecnológica, y la de Dibujo industrial Asistido por Computadora y en forma lateral con las asignaturas de Aplicación de Procesos Químicos y Administración General, porque ambas complementan la visión del área de producción y la de la empresa total. También, los conocimientos adquiridos podrán ayudarles en la comprensión y aplicaciones de fenómenos y actividades que contemplan las asignaturas consecuentes de Herramientas Automatizadas, Diseño y Desarrollo de Software, Ingeniería Asistida por Computadora, Simulación de sistemas, Instrumentación Virtual, Calidad Normalización y Desarrollo Sustentable, así como en Formulación y Evaluación de Proyectos. Para lograr un proceso de enseñanza-aprendizaje efectivo, el profesor hará uso de pizarrón, diapositivas, proyecciones en acetato y videos para las exposiciones de los temas, mientras que el alumno deberá realizar investigaciones bibliográficas y de campo que le permitan afianzar e incrementar su conocimiento sobre los temas planteados en este programa de estudios.

3 ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES CLAVE: NQPQ. HOJA: 3 DE 14. UNIDAD I INTRODUCCIÓN Relacionará los sistemas de información y los procesos químicos Industriales Importancia y evolución de los procesos industriales Estructura de una planta industrial (diagrama estructural). Sistemas de Información en los procesos del área de producción. Exposición por parte de los B 2 C 5 B 6 C 8 C 9 C 10 C 13 C 15 B 18 C 20 C 21 C 23 C 24 C

4 ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES CLAVE: NQPQ. HOJA: 4 DE 14. UNIDAD II PROCESOS INDUSTRIALES DE TRANSFORMACIÓN El alumno describirá los elementos básicos relacionados con los procesos industriales de transformación Sistema de unidades aplicables en las variables de procesos (temperatura, nivel, flujo, presión, concentración, ph) - Instrumentos de medición industrial Concepto de materia y energía Conceptos básicos de los procesos industriales de transformación - Fenómeno físico - Fenómeno químico Exposición por parte de los C 3 C 5 B 7 C 8 C 10 B 13 C 15 B 19 C 22 C 23 C 24 C

5 - Operación unitaria - Proceso unitario INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

6 ASIGNATURA: PROCESOS_QUÍMICOS INDUSTRIALES CLAVE: NQPQ. HOJA: 5 DE 14. UNIDAD II PROCESOS INDUSTRIALES DE TRANSFORMACIÓN El alumno describirá los elementos básicos relacionados con los procesos industriales de transformación Conceptos básicos de química industrial - Tipos de procesos - Materia prima - Productos - Subproductos - Desecho Concepto de balance de materia y energía Exposición por parte de los

7 HOJA: 6 DE 14. UNIDAD III LOS ESTADOS DE LA MATERIA El alumno explicará las características, los fenómenos y las leyes que gobiernan los distintos estados de la materia y su interrelación El sistema gas y sus leyes Características generales de los gases Leyes de los gases ideales Ecuación característica de gas real Ejercicios sobre gases ideales y gases reales El sistema líquido y sus principios Características de los líquidos Propiedades de líquidos (viscosidad, punto de ebullición) Ejercicios de propiedades de líquidos Exposición por parte de los C 4 C 7 C 8 C 9 C 12 C 17 C 20 C

8

9 HOJA: 7 DE 14. UNIDAD III LOS ESTADOS DE LA MATERIA El alumno explicará las características, los fenómenos y las leyes que gobiernan los distintos estados de la materia y su interrelación El sistema sólido y su tratamiento Características del estado sólido Propiedades de sólidos y sus mezclas Algunas aplicaciones de materiales sólidos Diagramas de fases Regla de las fases de Gibbs Diagramas de fases de uno y dos componentes Exposición por parte de los

10 HOJA: 8 DE 14. UNIDAD IV LA ENERGÍA EN LOS FENÓMENOS FÍSICOS Y QUÍMICOS El alumno interpretará las relaciones entre las diferentes formas de energía Concepto y formas de energía Primera ley de la termodinámica Calor sensible y calor latente - Capacidad calorífica Balance de energía en los procesos industriales Exposición por parte de los C 4 C 7 C 8 C 9 C 12 C 16 C 17 C 19 C 22 C 24 C

11 HOJA: 9 DE 14. UNIDAD V PRINCIPIOS DE OPERACIONES UNITARIAS El alumno : - Identificará, mediante su descripción y representación gráfica, algunas Operaciones unitarias - Realizará balances elementales de materia y energía en algunas Operaciones unitarias Conceptos, representación y variables de control de las operaciones unitarias de : Mezclado y disolución Filtración Transferencia de calor Secado Evaporación Destilación Ejercicios de balance de materia y energía en las operaciones físicas Exposición por parte de los C 7 C 9 C 13 C 16 C 18 C 19 C 21 C 22 C 23 C 24 C

12 en las operaciones físicas

13 HOJA: 10 DE 14. UNIDAD VI PRINCIPIOS EN PROCESOS UNITARIOS El alumno : - Identificará, mediante su descripción y representación esquemática, algunos Procesos Unitarios - Realizará balances elementales de materia y energía en algunos Procesos Unitarios Concepto, representación y variables a controlar de procesos unitarios de : Oxidación Combustión Hidrogenación Fermentación Polimerización Neutralización Balance de materia y energía en procesos químicos Exposición por parte de los B 9 C 18 C 19 C 22 C 23 C 24 C

14 . HOJA: 11 DE 14. UNIDAD VII DESCRIPCIÓN Y REPRESENTACION DE PROCESOS INDUSTRIALES El alumno interpretará los diagramas de procesos químicos industriales, identificando las variables que se pueden controlar mediante un sistema informático Formas de representación de procesos químicos industriales Diagramas de flujo con bloques Diagramas de flujo con símbolos Descripción y representación de un proceso tipo que incluya : a) Flujo de materiales b) Circuitos de variables a controlar c) Balances de materia y energía Exposición por parte de los B 2 C 5 C 7 C 9 C 11 C 13 C 14 C 15 B 16 C 18 C 21 C 22 C 23 C 24 C

15 . HOJA: 12 DE 14. PERÍODO UNIDADES TEMÁTICAS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN 1er Departamental 2o. Departamental 3o. Departamental I.1.1 a III IV.4.1 a V.5.2 VI.6.1 a VII % examen escrito y 30% trabajos de investigación 70% examen escrito y 30% trabajos de investigación 50% examen escrito y 50% trabajo de investigación Evaluación Final: Promedio de las tres evaluaciones parciales CLAVE B C 1 Austin, Georgit, Manual de los Procesos Químicos en la Industria, México, Ed. Mc Graw Hill, 1994, 780 pp Cárdenas Enrique, Industria Química Orgánica, México, ANUIES, 1975, 107 pp. Chang, Raymond, Química, México, Ed. Mc Graw Hill, 1999, 440 pp. Croford H.D. y Knight, Samuel B., Fundamentos de Fisicoquímica, México, Ed. CECSA, 2a. ed., 1986, 492 pp. 5 Doris Gordon B y Olson, Margrethe H. Sistema de Información Gerencial.- México, Mc Graw Hill, pp.

16 . HOJA: 13 DE 14. CLAVE B C Escalona Héctor,et.al. Química en la Comunidad, American Chemical Society y Addison Wesley, México, 1993, 468 pp. Felder Richard M. y Rousseau Ronald W., Principios Elementales de los Procesos Químicos, USA, Iberoamericana, 1991, 729 pp. Garritz A. y Chamizo J.A., Química, E.U.A. Addison Wesley 1a. Ed., 1994, 5-14; , ; ; pp Himmelbland David M, Principios Básicos y Cálculos en Ingeniería Química, México, Prentice Hall Hispanoamericana, 10 Instituto Politécnico Nacional, Sistema General de Unidades, Norma Oficial Mexicana, NOM 008-SCFI, 1993, 94 pp Kent James A., Manual de Riegel de Química Industrial, México, CECSA, 1984, 948 pp. Maron, S. H., y Landon, J.B., Fisicoquímica Fundamental, México, Limusa-Noriega, 1999, 1016 pp. Mattson Clausen, Fundamentos de Química Industrial, México, Limusa, 1982, 445 pp. Mondragón Ruiz Leopoldo y Moheyer Negrete José Nelson, Tecnología Química, México, CECYT 2, IPN, 1985, pp 15 Murdick, Robert A y Munso, John C., Sistemas de Información Administrativos, México, Prentice Hall Hispanoamericana, 2a. Ed., 1998, 723 pp

17 . HOJA: 14 DE 14. CLAVE B C 16 Orozco, Flores Martha, Operaciones Unitarias I., Limusa IPN, 1998, 233 pp. 17 Ortiz Pérez, Víctor, Apuntes de Fisicoquímica II, México, UPIICSA IPN, 1999, 51 pp. 18 Othmer, Kirk, Enciclopedia de Tecnología Química, México, Ed. Limusa Noriega, 1998, 1494 pp 19 Perry, John H. Biblioteca del Ingeniero Químico, Limusa, 162 pp. 20 Petrucci, Ralph H. y Harwood, William S., Química General. Principios y aplicaciones modernas, España, Ed. Prentice Hall, 1999, 459 pp 21 Proyecto Delfos, Control de Procesos, Curso computarizado, Software, Sistemas Heurísticos, S.A. de C.V Reklaifes, G.V. Balance de Materia y Energía, México, Ed. Interamericana Soisson, Harold E. Instrumentación Industrial, México, Limusa, 1981, 550 pp. Ulrich G.D., Procesos de Ingeniería Química, México, Interamericana, 1986, 513 pp.