1. ASIGNATURA / COURSE

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1 1. ASIGNATURA / COURSE 1.1. Nombre / Course Title INGENIERÍA QUÍMICA / CHEMICAL ENGINEERING 1.2. Código / Course Code Tipo / Type of Course Troncal / Compulsory 1.4. Nivel / Level of Course Grado/ Grade 1.5. Curso / Year of Course Segundo / Second course 1.6. Semestre / Semester 1º 1.7. Número de Créditos / Number of Credits Allocated 7 créditos LRU / 7 LRU credits, 1.8. Requisitos Previos / Prerequisites 1 de 9

2 1.9. Es Obligatoria la Asistencia? / Is Attendance to Class Mandatory? Si / Yes Datos del Profesor/a / Profesores / Faculty Data 27 Luisa María Gómez Sainero Alicia Polo Departamento: Química - Física Aplicada Facultad de Ciencias, Despacho C- XVI, 600 Teléfono: luisa.gomez@uam.es Departamento: Química - Física Aplicada Facultad de Ciencias, Despacho C- XVI, Teléfono: alicia.polo@uam.es Clases Prácticas Zahara Martínez de Pedro Carmen Belén Molina Caballero Departamento: Química-Física Aplicada. Facultad de Ciencias, Despacho C-XVI Teléfono: zahara.martinez@uam.es Departamento: Química-Física Aplicada. Facultad de Ciencias, Despacho C- XVI-602 Teléfono: carmenbelen.molina@uam.es 2 de 9

3 Luisa María Gómez Sainero Departamento: Química-Física Aplicada Facultad: Ciencias Despacho: C-XVI-607 Teléfono: Alicia Polo Díez Patricia Bautista Carmona Departamento: Química-Física Aplicada Facultad: Ciencias Despacho: C-XVI Teléfono: Pagina Web: Horario de Tutorías generales: Departamento: Química-Física Aplicada. Facultad de Ciencias, Despacho C-XVI Teléfono: Objetivos del Curso / Objective of the Course OBJETIVOS Y COMPETENCIAS A DESARROLLAR Objetivos Análisis de los problemas asociados al cambio de escala desde los procesos de laboratorio a la producción a nivel industrial. Consolidar y/o ampliar los conocimientos sobre los principios de conservación de materia y energía. Aplicación de estos conocimientos en la resolución de balances de materia y de energía. Desarrollo de balances de entalpía (aplicación del primer y segundo principio de la termodinámica) y de energía mecánica. Conocer las características de las conducciones para fluidos y de la circulación de los fluidos por su interior. Sistemas de impulsión de fluidos: 3 de 9

4 bombas, compresores, soplantes, etc., y los elementos necesarios para regular el caudal en las conducciones. Analizar los mecanismos que participan en la transmisión de calor. Caracterizarlos y determinar la velocidad de transmisión. Conocer y cuantificar la velocidad de reacción utilizando expresiones matemáticas que relaciones la variación de la cantidad de moles de un reactivo o producto con el tiempo de reacción y el volumen del reactor, la superficie del sólido o del peso del catalizador, en función de estudiar reacciones en homogéneo o en heterogéneo. Clasificar los reactores químicos en función de la fluidodinámica del sistema, de la transmisión de calor o de las fases que intervengan en la reacción. Balances de materia, energía y cantidad de movimiento. Diseño y Simulación de reactores químicos. Conocer y aplicar los conceptos de equilibrio físico y equilibrio químico entre fases con el objetivo de poder diseñar equipos de separación. Conocer los principios básicos sobre los que se desarrolla la industria de obtención de materias primas en la industria química (ácido sulfúrico, nítrico, amoniaco, cloro, hidróxido sódico, carbonato sódico) y del aprovechamiento del gas natural, carbón y petróleo. Analizar los impactos de la industria química sobre el medioambiente. Control de los efluentes líquidos y gaseosos y gestión de los residuos sólidos. Competencias a desarrollar Concebir y diseñar instalaciones donde se produzca la transformación químico-física de la materia a gran escala. Resolver balances de materia tanto para sistemas estacionarios como para no estacionarios. Calcular la cantidad de calor transferida en un sistema y la entalpía asociada a las corrientes que entren o salgan de él. Diseñar sistemas de conducciones para el transporte de fluidos. Calcular los elementos necesarios para su impulsión y regulación del flujo. Diseñar cambiadores de calor. Diseñar reactores químicos. Calcular el número mínimo de etapas de equilibrio requeridas para una separación o el tiempo de contacto necesario para que se transfiera la materia de un sistema a otro. Estimar o determinar experimentalmente los coeficientes necesarios para el dimensionado de equipos en el que se produzca transferencia de calor o transmisión de materia entre fases. Estimar costes de operación en una industria química. Calcular los rendimientos de un proceso y estimar los requerimientos necesarios en los equipos de control de la contaminación. 4 de 9

5 1.12. Contenidos del Programa / Course Contents Contenidos Teóricos y Prácticos BLOQUE I: LA INDUSTRIA QUÍMICA Y LA INGENIERÍA QUÍMICA 1. Objeto y contenido científico de la Ingeniería Química. La planta química. Componentes básicos. Operaciones unitarias de la Ingeniería Química. 2. La Industria Química. Significación e importancia. Características. Clasificación sectorial de la producción química 3. Las materias primas en la Industria Química. BLOQUE II: BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA 4. Balances de materia. Tipos de procesos. Procesos continuos. Procesos en estado estacionario. Sistemas con reacción química. Sistemas con recirculación. 5. Balances de energía. Balances entálpicos. Aplicaciones. Balance de energía mecánica. Aplicaciones al flujo de fluidos. BLOQUE III: OPERACIONES DE TRANSMISIÓN DE CALOR 6. Mecanismos de transmisión de calor. Combinación de resistencias. Coeficientes individuales y globales. 7. Intercambio de calor. Importancia de las operaciones de intercambio de calor en plantas de proceso. Tipos de intercambiadores. Intercambiadores de carcasa y tubos. Configuraciones. Bases para el cálculo de intercambiadores de calor. BLOQUE IV: PRINCIPIOS DE REACTORES QUÍMICOS 8. Tipos de reactores químicos. Reactores homogéneos. Reactor discontinuo. Reactor continuo. Modelos ideales. Modelo de mezcla completa. Modelo de flujo pistón. 9. Reactores adiabáticos para reacciones homogéneas. 10.Introducción a los reactores heterogéneos. 5 de 9

6 BLOQUE V: OPERACIONES DE SEPARACIÓN: 11.Absorción y desorción. Coeficientes de transferencia. Torres de relleno. Cálculo de la altura de torre. Diámetro. Aplicaciones industriales de la absorción. 12.Rectificación. Equilibrio líquido-vapor. Columnas de pisos. Cálculo del número de pisos teóricos para mezclas binarias. Eficacia de piso. Diámetro de columna. Aplicaciones de la rectificación en la industria. BLOQUE VI: LA INDUSTRIA QUÍMICA 13.Obtención del ácido sulfúrico. Bases del método de contacto. La cuestión de las materias primas. 14.Producción de amoníaco. Industrias más importantes derivadas del amoníaco. 15.El petróleo como materia prima. Constitución y caracterización del crudo petrolífero. La industria de refino. La industria petroleoquímica. 16.El carbón. Constitución. Tipos de carbones. Aprovechamiento del carbón como fuente de energía. El carbón como materia prima químico-industrial. BLOQUE VII: LOS PROCESOS INDUSTRIALES Y LA PRODUCCIÓN DE RESIDUOS: 17.La contaminación del medio ambiente en relación con las actividades industriales. Control de los efluentes líquidos y gaseosos. Los residuos sólidos. Residuos peligrosos y especiales. Los residuos industriales y la contaminación de suelos. Objetivos y Capacidades a Desarrollar Los Licenciados en Química tienen la capacidad de firmar proyectos de realizaciones industriales de carácter químico de acuerdo al Decreto del Ministerio de Educación Nacional de 10 de agosto de La asignatura de Ingeniería Química tiene como objetivo el de dotar al estudiante de las herramientas necesarias para diseñar, dimensionar y evaluar los procesos que conllevan cambio en la naturaleza fisico-química de las sustancias, tanto a nivel de laboratorio como a gran escala, capacitándoles para realizar con seguridad estos cambios de escala. 6 de 9

7 1.13. Referencias de Consulta Básicas / Recommended Reading CALLEJA PARDO, G, ed, Introducción a la Ingeniería Química, Ed Síntesis, 1999 COSTA LÓPEZ, J., ed, Curso de Ingeniería Química, Ed. Reverté, 1994 COULSON, J.M. y RICHARDSON, J.F., Ingeniería Química, Ed. Reverté, 1979 FELDER, R. M. y ROUSSEAU, R.W., Principio Elementales de los Procesos Químicos, Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, 2003 HIMMELBLAU, D.M., Balances de Materia y Energía, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, 1989 Mc CABE, W.L., SMITH, J.C. y HARRIOTT, P., Operaciones Básicas de la Ingeniería Química, Ed. McGraw-Hill, 1992 SANTAMARÍA, J., ed, Ingeniería de Reactores, Ed. Síntesis, 1999 LEVENSPIEL, O., Ingeniería de las Reacciones Químicas, Ed. Reverté, 1979 SMITH, J.M., Ingeniería de la Cinética Química, Ed. CECSA, 1970 VIAN, A., Introducción a la Química Industrial, Ed. Reverté, 1994 VIAN, A. y OCÓN, J., Elementos de Ingeniería Química, Ed. Aguilar, 1976 AUSTIN, G.T., Manual de los procesos químicos en la industria, McGraw- Hill. México, Métodos Docentes / Teaching Methods Actividades Presenciales 1.- Clases teóricas y de resolución de problemas. 2.- Clases prácticas de laboratorio 3.- Presentación Oral y Debate sobre los trabajos realizados por los alumnos sobre la producción de una materia prima de la industria química y sobre el control de la generación de residuos en esta actividad. 7 de 9

8 GuÄa Docente AS0001-GR0001-PR0001 CÅdigo: TitulaciÅn: Curso AcadÇmico: 3. Tiempo Estimado de Trabajo del Estudiante / Estimated Workload for The Student 4. Métodos de Evaluación y Porcentaje en la Calificación Final / Assessments Methods and Percentage in the Final Marks Porcentaje en la calificación final Convocatoria ordinaria de Junio: PrÉcticas de Laboratorio e informes y ExposiciÅn y Defensa de trabajos sobre Industrias QuÄmicas de Base.. 20 % Examen final % Convocatoria extraordinaria de Septiembre PrÉcticas de Laboratorio e informes y ExposiciÅn y Defensa de trabajos sobre Industrias QuÄmicas de Base.. 20 % Examen final % 8 de 9

9 5. Cronograma de Actividades (opcional) / Activities Chronogram (optional) Se irá cumplimentando a medida que se avance en la asignatura. En cualquier caso se informará a los estudiantes del tiempo aproximado de desarrollo previsto para cada bloque. Las prácticas de Laboratorio se realizarán en grupos de 36 personas. Los grupos y su horario se acordarán con los estudiantes a lo largo del curso. Las prácticas se suelen impartir en el mes de diciembre o enero 9 de 9