NUEVA INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA

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1 NUEVA INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA VOLUMEN II OPERACIONES DE SEPARACIÓN, INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA Y ESTUDIO DE PROCESOS QUÍMICOS

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3 NUEVA INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA VOLUMEN II OPERACIONES DE SEPARACIÓN, INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA Y ESTUDIO DE PROCESOS QUÍMICOS Guillermo Calleja Pardo (Editor) Francisco García Herruzo José Iglesias Morán Antonio de Lucas Martínez José Miguel Rodríguez Maroto

4 Guillermo Calleja Pardo (Editor), Francisco García Herruzo, José Iglesias Morán, Antonio de Lucas Martínez, José Miguel Rodríguez Maroto EDITORIAL SÍNTESIS, S. A. Vallehermoso, Madrid Teléf.: ISBN: ISBN Obra Completa: Depósito Legal: M Impreso en España - Printed in Spain Reservados todos los derechos. Está prohibido, bajo las sanciones penales y el resarcimiento civil previstos en las leyes, reproducir, registrar o transmitir esta publicación, íntegra o parcialmente, por cualquier sistema de recuperación y por cualquier medio, sea mecánico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia o por cualquier otro, sin la autorización previa por escrito de Editorial Síntesis, S. A.

5 ÍNDICE RELACIÓN DE AUTORES... 9 NOMENCLATURA PRÓLOGO INTRODUCCIÓN A LA TRANSFERENCIA DE MATERIA Resumen Glosario Generalidades Transporte molecular de materia: difusión Difusión ordinaria simple en mezclas binarias Difusión en materiales porosos Transporte turbulento: coeficientes de transferencia de materia Transferencia de materia entre fases. Coeficientes globales Determinación experimental de los coeficientes de transferencia de materia Problemas propuestos OPERACIONES BáSICAS DE TRANSFERENCIA DE MATERIA Resumen Glosario Introducción Operaciones básicas de transferencia de materia Operaciones gas-líquido y líquido-vapor Operaciones líquido-líquido. Extracción Operaciones líquido-sólido Operaciones de separación por membranas Ecuaciones básicas de diseño para contacto discontinuo Destilación y rectificación de mezclas binarias Destilación diferencial abierta Destilación súbita (flash) Rectificación continua Rectificación discontinua Ecuaciones básicas de diseño para contacto continuo Absorción en columnas de relleno

6 6 Nueva introducción a la Ingeniería Química. Volumen II Absorción-desabsorción de mezclas diluidas Problemas propuestos INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE LA REACCIÓN QUÍMICA Resumen Glosario Generalidades Clasificación de las reacciones químicas Velocidad de reacción y ecuación cinética Tipos de reacciones según su estequiometría Análisis de las ecuaciones de velocidad Reacciones homogéneas Reacciones heterogéneas. Etapas físicas y químicas Reacciones catalíticas Catálisis heterogénea Mecanismo de la catálisis. Adsorción Catalizadores sólidos Composición y características Desactivación Clasificación de los catalizadores Propiedades fisicoquímicas de los catalizadores Preparación de los catalizadores Problemas propuestos REACTORES QUÍMICOS Resumen Glosario Introducción Diseño de reactores ideales Reactores homogéneos ideales Reactor discontinuo Reactor de flujo de mezcla completa Reactor tubular Reactor tubular con recirculación Balance de energía en reactores de flujo Estudio comparativo de reactores Reactores heterogéneos Reactor por cargas Reactor de lecho fijo Reactor de lecho fluidizado Otros tipos de reactores heterogéneos Problemas propuestos ENERGÍA E INDUSTRIA QUÍMICA Resumen Glosario

7 Índice Introducción Recursos energéticos fósiles Carbón Petróleo Gas natural Recursos energéticos con bajas emisiones de CO Energía solar Energía eólica Energía de la biomasa Energía geotérmica Energía nuclear El hidrógeno: portador energético Gestión y eficiencia energética en la industria Perspectivas futuras en el uso de la energía INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AMBIENTAL Resumen Glosario Generalidades La contaminación ambiental: origen y efectos Contaminación atmosférica Contaminación de las aguas Contaminación de los suelos Residuos sólidos Tecnologías de depuración Depuración de efluentes gaseosos Depuración de efluentes líquidos Tratamiento de residuos sólidos Técnicas de descontaminación de suelos Prevención de la contaminación. Criterios ambientales en el diseño de procesos y productos Desarrollo sostenible y ecología industrial Ecoeficiencia INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DE PROCESOS Resumen Glosario Introducción Ingeniería de procesos Síntesis de procesos Análisis de procesos Control de procesos ECONOMÍA EN LOS PROCESOS QUÍMICOS Resumen Glosario Generalidades

8 8 Nueva introducción a la Ingeniería Química. Volumen II Pronóstico económico de los procesos químicos Evaluación económica de proyectos químicos Empresa y rentabilidad Rentabilidad porcentual del capital Plazo de recuperación Valor actual neto (VAN) Tasa interna de rentabilidad (TIR) El capital: definición, estimación y financiación Estimación del capital inmovilizado PI Estimación del capital circulante Estimación del capital previo Financiación del capital Los costes y su distribución Estructura de los costes comerciales o de producción y de gestión Estimación de los costes El coste de amortización Distribución de los costes generales de fabricación y de gestión Relación entre costes y producción El precio y las ventas de los productos Determinación del precio Optimización económica de operaciones y procesos Optimización económica de operaciones básicas Optimización económica de procesos Cuestiones Problemas propuestos PROCESOS DE LA INDUSTRIA QUÍMICA Resumen Glosario Aprovechamiento químico industrial de las materias primas La industria química inorgánica: la fabricación de amoniaco y derivados Fabricación de amoniaco Fabricación del ácido nítrico Fabricación de urea Fabricación de fertilizantes químicos La industria química orgánica: el refino del petróleo y la industria petroquímica El refino del petróleo La industria petroquímica La industria del hidrógeno Producción de hidrógeno Almacenamiento de hidrógeno Pilas de combustible SOLUCIONARIO BIBLIOGRAFÍA ANEXO