UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA PRODUCCION Y USO DE COMBUSTIBLES 1. Identificación del curso 1.1 Facultad / Departamento: Facultad de Ingenierías

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA PRODUCCION Y USO DE COMBUSTIBLES 1. Identificación del curso 1.1 Facultad / Departamento: Facultad de Ingenierías 1.2 Programa que lo ofrece: Ingeniería en Energía 1.3 Nivel: Pregrado 1.4 Área de Formación: Estudios Disciplinares 1.5 Línea de Conocimiento: Energía - Ambiente 1.6 Código del Curso: ENAM Clase: 20 Sexto Nivel 1.8 Periodo Académico de revisión de la guía: Primer Semestre de Créditos: Intensidad Horaria Semanal: Horas Teóricas: 4 Horas Prácticas: 3 Horas de Estudio Independiente: Pre-Requisitos: Fenómenos de Transporte 1.12 Co-Requisitos: N. A 1.13 Profesor: Luis Eduardo Jaimes Reatiga 1.14 ID : ljaimes9@unab.edu.co 2. Justificación Este curso se enmarca dentro del campo de la energía y ambiente y busca de preparar a los futuros ingenieros para su inmersión en uno de los campos de acción con mayor potencial profesional para los ingenieros en Energía, particularmente en el Departamento de Santander, fuertemente influenciado no solo por la principal refinería de petróleo y la 4 ta hidroeléctrica del país, sino por nuevos e importantes proyectos en materia de biocombustibles (bioetanol y biodiesel) y energías renovables como proyectos de desarrollo en el cañón del Chicamocha. El curso inicialmente hace un repaso de los conceptos ingenieriles como afianzamiento donde el estudiante mostrará tener conocimientos de Balance de masa y energía, Transferencia de Calor y Termodinámica básica y aplicada, luego se enfoca desde la perspectiva de la evolución o transición de los esquemas de producción de combustibles tradicionales a partir de petróleo, gas, carbón, hacia las tecnologías de producción de combustibles de sustitución como biogás, biomasas y otros energéticos, que son promovidas en conjunto con políticas de mitigación de los impactos ambientales y socioeconómicos a nivel regional e internacional. 3. Competencias 3.1 Competencia Global: 1. Reconoce y entiende diversos procesos industriales, identificando las variables termodinámicas que los afectan, unidades operativas que los componen (en especial las dedicadas a procesos de separación) y su funcionamiento, interpreta diagramas de procesos y de control (PFD, P&ID). 2. Conoce procesos o sistemas de producción de energía y propone según el contexto, procesos o rutas para la obtención de carburantes de sustitución y nuevos vectores energéticos, así como estrategias para mitigar los impactos ambientales asociados al uso de la energía para la industria en general. 3. Identifica oportunidades de reemplazo de tecnología, equipos o sustitución de fuentes energéticas y procesos obsoletos, con el propósito de gestionar los recursos energéticos y naturales en general en un contexto de sostenibilidad 4. Realiza el diseño conceptual de soluciones energéticas basadas en fuentes de energía convencionales, alternativas e híbridas; así como de sistemas de generación y trasporte, basados en la utilización de carburantes de sustitución y otros vectores energéticos, identificando a su vez, oportunidades de negocio en el mercado energético regional, nacional e incluso internacional.

2 5. Aprende y realiza simulaciones de procesos industriales enfocados a los desarrollos energéticos 6. Interpreta documentos técnicos en idioma ingles y desarrolla competencia de comunicación en idiomas español-inglés 3.2 Indicadores de Competencia del curso: 1. Conoce los procesos clásicos de obtención de combustibles líquidos e identifica las problemáticas del uso ineficiente e irracional de la energía en sectores industriales y los desarrollos tecnológicos y de investigación para su manejo. 2. Realiza estimativos de demandas de combustibles de substitución suplidas por diferentes vías (combustibles sintéticos, biocombustibles líquidos, biogás, CTL ) 3. Realiza diseños conceptuales y básicos de procesos de producción de combustibles y usa herramientas computacionales para simular 4. Identifica mediante inventarios energéticos, oportunidades de uso de energías renovables y de reemplazo de energías convencionales. 5. Realiza comparaciones de eficiencia energética y ambiental de diferentes tipos de carburantes. 6. Elabora e interpreta diagramas de bloques y de flujo de procesos industriales relacionados con la obtención de combustibles. 7. Desarrolla durante el semestre una investigación de un tema relacionado al curso y lo presenta utilizando simuladores de procesos y usa el idioma inglés como medio de comunicación. 3.3 Saberes Asociados a la Competencia: 1. Revisión de Conceptos de ingeniería Dimensiones-Unidades- Presión Temperatura Energía Trabajo - Calor Leyes termodinámicas Diagramas termodinámicos (P-T, P-V, T-V, H-T,S-T) Introducción a los simuladores de procesos (HYSYS ASPEN + - PROMAX -COMSOL) Ecuaciones de estado Presión de vapor Propiedades coligativas Calor sensible y latente Equilibrio de fase Liquido-Vapor (sustancias puras) Azeotropía Transferencia de calor 2. Operaciones Unitarias Procesos Procesos Industriales PFD P&ID Control de procesos Sistema de control Delta V Intercambiadores de calor Torres de enfriamiento Reactores químicos Balances de masa y energía en operaciones unitarias Procesos de separación- destilación, absorción, secado, filtración, cristalización 3. Energía - Recursos y combustibles 3.1. Introducción: Recursos fósiles (petróleo, gas natural, carbon), Biomasa, Desechos Combustibles, carburantes y vectores energéticos 3.2. Petróleo - Procesos de refinación Descripción general del proceso de obtención de derivados del petróleo Separación del Gas natural y gasolinas naturales Destilación fraccionada HDT - HDS HDN - Alquilación Cracking catalítico Isomerización y aromatización Recobro de fondos Índices de cetano, índices de octano y otras propiedades fisicoquímicas de los carburantes Crudos pesados Mezclado (blending)

3 3.3. Gas Obtención de gas natural (libre y asociado) Usos energéticos del gas natural Gas de síntesis (SYNGAS) -rutas y materias primas para la producción Reacciones de: Reformado, WGS y Fisher-Tropsch Procesos GTL & CTL Producción de H Carbón Producción y caracterización Usos y aplicaciones energéticas Proyecciones nacionales y mundiales 3.5. Hidrogeno Introducción producción Purificación - almacenamiento HSE de los proceso de hidrogeno 3.6. Biocombustibles Biocarburantes de primera generación: biodiesel - bioetanol Gasificación y pirólisis de desechos y biomasas (2 da generación) Biocarburantes de tercera generación Transformación de Biogás en calidad GNV 3.7. Energía Nuclear Uranio, Torio, Plutonio producción Proceso de producción de energía: fisión, fusión Usos y aplicaciones 3.8. Impacto ambiental y seguridad (HSE) de la energía asociada a los combustibles Gasolinas, alcoholes, gasóleos, GNV, aditivos y biodiesel Características de la combustión de gasolinas, alcoholes, diesel y GNV Gases de combustión automóvil - nociones de post-combustión automóvil (control de emisiones) Sostenibilidad de la demanda y recursos implicados 4. Metodología (del profesor) -Exposición oral del profesor de los principios teóricos, utilización de diagramas, tablas, computador y páginas web para la presentación de casos y solución de problemas. -Se tiene a disposición del estudiante la guía del curso para que prepare con anticipación los temas citados que se encuentran en la bibliografía. -Se entrega un tema específico relacionado al curso para su investigación y simulación en software de procesos para desarrollar en el semestre (se usan PROMAX, ASPEN +, HYSYS y COMSOL como auxiliar) -El curso se encuentra disponible en la plataforma TEMA, donde el estudiante tiene el acceso para seguir los temas del curso, intercambio de tareas y asignaciones, preguntas al profesor y referencia bibliográfica. -Se desarrolla 2 prácticas de laboratorio en Planta Piloto usando como base de trabajo el sistema Delta

4 V instalado en la planta. -Se aplica el idioma ingles como parte formadora y refuerzo de lengua extranjera mediante entrega de artículos y la solicitud de trabajos y laboratorio en el idioma ingles además de tener el curso escrito en TEMA en ingles totalmente 5. Evaluación 50% corresponde al corte intersemestral y el 50% restante para el final del periodo. Los pormenores y la mecánica detallada para obtener las notas parciales de cada 50% están a cargo del instructor para orientar el curso y se encuentran en el contenido del curso que se entrega al inicio de semestre. 6. Bibliografía El curso se apoya fundamentalmente en lecturas recomendadas de carácter científico (artículos) y técnico, en consideración del escenario fuertemente cambiante en materia de combustibles, en particular de carburantes de substitución. A continuación se citan algunos ejemplos de artículos y capítulos de libros que han apoyado la construcción de la estructura del curso: Chemical and Energy Process Engineering. Sigurd Skogestad. CRC Press. Tylor & Francis group. Sitio Web, International energy Agency: Consejo Nacional de Política Económica y Social - Departamento de Planeación República de Colombia: Documento CONPES 3510: Lineamientos de política para promover la producción sostenible de biocombustibles en Colombia, marzo 2008 Unidad de Planeación Minero Energética Ministerio de Minas y Energía: Plan Energético Nacional - PEN, Sitio Web, Intergovernmental Panel on Climate Change : MEYER, R. Handbook of Petroleum Refining Processes, Third Edition. Ed. McGraw-Hill SE RECOMIENDA SU COMPRA LEFFLER, W. Petroleum Refining in Nontechnical Language, Fourth Edition. Ed. Pennwell Books SE RECOMIENDA SU COMPRA TURTON Richard, BAILIE Richard y JOSEPH Shaeiwitz. Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes. Prentice hall International Series VAN VEEN, J. A. R. y SIE, S.T. Fuel Process. Technol. 61 (1999) p SPEIGHT, J. Synthetic Fuels Handbook: Properties, Process, and Performance. McGraw-Hill BARTHOLOMEW, C.H. & FARRAUTO, R.J Fundamentals of industrial catalytic processes. USA: Jhon Wiley & Sons - AIChE. DRAPCHO, C. Biofuels Engineering Process Technology. McGraw-Hill 2008 DUBLEIN D., STEINHAUSER A Biogas from Waste and Renewable Resources. Wiley-VCH

5 (Ed.).Germany, p. 443 KOJIMA, M / JOHNSON, T. Potential for biofuels for transport in developing countries. ESMAP technical paper series, Report Number: ESM 312 (worldbank doc.) 2005/10/01, (183 p) FAAIJ, A.P.C. Bio-energy in Europe: changing technology choices. Energy Policy, 34 (3), p , Feb 2006 ZINOVIEV et al. Biofuel Production Technologies Background Paper. Edited by the International Centre for Science and the High Technology and United Nations Industrial Development Organization. 2007, 106 p. GTZ - GmbH. Conference Handout Biofuels for Transportation : Global Potential And Implications For Sustainable Agriculture and Energy In The 21st Century, Berlin, May 2006, BOEHMAN, A. L. Biodiesel production and processing. Fuel Processing Technology, Volume 86, Issue 10, 25 June 2005, (El fascículo complete de esta revista) ROSTRUP-NIELSEN, J. R. Making Fuels from Biomass. Science; Jun 3, 2005; 308, 5727; Core pg MEHER, L.C. et al. Technical aspects of biodiesel production by transesterification-a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 10 (3), p , Jun 2006 KUO, K. K. Principles of combustion. USA: Jhon Wiley & Sons SE RECOMIENDA SU COMPRA HECK, R.M. et al. "Mobile sources". Catalytic air pollution control: commercial technology. Catalytic air pollution control: commercial technology. USA: Wiley-Interscience. P FECHA ACTUALIZACION: Febrero de 2016 FIRMA DECANO DE FACULTAD.