Texto completo

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INTRODUCCI

INTRODUCCI

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N A LA INGENIER

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A QU

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MICA

MICA

Asignatura ECTS

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Horario: 1

Horario: 1erer cuatrimestrecuatrimestre Lunes (10:30

Lunes (10:30 –– 12:30) y Mi12:30) y Miéércoles (12:30 rcoles (12:30 –– 13:30)13:30) Aula: AB14

Aula: AB14

Tutor

Tutoríías: Martes (10:00as: Martes (10:00--12:00 y 16:0012:00 y 16:00--18:00)) y Mi18:00)) y Miéércoles (9:30rcoles (9:30--11:30) 11:30)

Profesor: Miguel

Profesor: Miguel ÁÁngel Delgado Cantongel Delgado Canto Ubicaci

Ubicacióón: Dpto. de Ingeniern: Dpto. de Ingenieríía Qua Quíímica, mica, QuQuíímicamica FFíísica y Qusica y Quíímica Orgmica Orgáánicanica Despacho: Facultad de Ciencias Experimentales P4 N6

Despacho: Facultad de Ciencias Experimentales P4 N6--0606 Extensi

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TEMA 1. LA TRANSFORMACI

TEMA 1. LA TRANSFORMACI

Ó

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N QU

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MICO

MICO

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INDUSTRIAL

INDUSTRIAL

1. La Industria Qu

1. La Industria Qu

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mica

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2. Objeto y estructura de la Ingenier

2. Objeto y estructura de la Ingenier

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a Qu

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mica

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3. Procesos qu

3. Procesos qu

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micos

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3.1. Caracter

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sticas de un proceso qu

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mico

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3.2. Tendencias futuras de los procesos qu

3.2. Tendencias futuras de los procesos qu

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micos

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3.3. Diagramas de flujo: Ejemplos de procesos qu

3.3. Diagramas de flujo: Ejemplos de procesos qu

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mico

mico

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industriales

industriales

Bibliograf Bibliografííaa

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA QUÍMICA

G. Calleja, F. García, A. de Lucas, D. Prats y J.M. Rodríguez Ed. Síntesis, Madrid, 1999.

Tema 1 y Tema 2

CURSO DE INGENIERÍA QUÍMICA J. Costa López y otros.

Editorial Reverté, S.A, 1991

Tema 1

DOCUMENTACIÓN MODDLE

Tema 1

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Industria Qu

Industria Qu

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mica

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Transformaci

Transformaci

ón a gran escala de materias primas,

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n a gran escala de materias primas,

mediante una serie de operaciones que modifican

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sus caracter

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sticas f

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sicas y qu

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micas, para obtener

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productos

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tiles que demanda el mercado y con el

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menor impacto ambiental.

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1. LA INDUSTRIA QU

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Aspectos medioambientales y energ

Aspectos medioambientales y energééticos ticos →→ evolucievolucióón y desarrollo industrialn y desarrollo industrial

EVOLUCI

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LA INDUSTRIA QU

LA INDUSTRIA QU

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MICA EN ESPA

MICA EN ESPA

Ñ

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A

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Volumen de negocio en UE 639.000 M € (30,3 % producción química mundial)

4º sector industrial

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Evolución a producciones de mayor valor añadido

LA INDUSTRIA QU

LA INDUSTRIA QU

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MICA EN ESPA

MICA EN ESPA

Ñ

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A

A

Química Básica

Química de la salud

Química para la Industria y el Consumo

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LA INDUSTRIA QU

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Incremento exportaciones desde el 2000

(segundo sector exportador)

25 % de la inversión privada nacional

Mejora del nivel tecnológico, protección del medioambiente y seguridad de las fábricas

LA INDUSTRIA QU

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LA INDUSTRIA QU

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2. OBJETO Y ESTRUCTURA DE LA INGENIER

2. OBJETO Y ESTRUCTURA DE LA INGENIER

Í

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A QU

A QU

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MICA

MICA

Nuevos productos y materiales

↑ Competitividad de los mercados mundiales

Concienciación del impacto medioambiental y riesgos

para la salud

I + D GRAN DESARROLLO EN

LAS ÚLTIMAS DÉCADAS

Título perfilado para la Ingeniería Química (1973/1974)

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Ingenier

Ingenieríía Qua Quíímica mica →→ ““Disciplina que sistematiza los conceptos Disciplina que sistematiza los conceptos f

fíísicos, qusicos, quíímicos y de otras micos y de otras ááreas auxiliares para su reas auxiliares para su aplicaci

aplicacióón al disen al diseñño, desarrollo y operacio, desarrollo y operacióón de procesos n de procesos a escala industrial

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El papel del Ingeniero Qu

El papel del Ingeniero Quíímico mico →→ se orienta al estudio del cambio de la se orienta al estudio del cambio de la composici

composicióón, del estado fn, del estado fíísico o del contenido energsico o del contenido energéético tico que experimentan los materiales en los procesos qu

que experimentan los materiales en los procesos quíímicos, micos, con el fin de dise

con el fin de diseññar, construir y operar equipos y plantas ar, construir y operar equipos y plantas qu

quíímicas industriales.micas industriales.

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3. PROCESOS QU

3. PROCESOS QU

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MICOS

MICOS

Proceso químicoSucesión ordenada de operaciones unitarias físicas y

químicas interconectadas con las que se transforman unos productos en otros a escala industrial.

Productos de origen natural o

previamente tratados artificialmente

Productos principal de una reacción química y por el cual se ha diseñado el proceso

Productos secundarios de una reacción química (no deseado)

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Factores a tener a tener en cuenta a la hora de diseñar un proceso químico industrial

Factores que disminuyen el coste de un proceso químico-industrial

•Sustitución materia prima (mayor disponibilidad, menor coste, mayor pureza, etc.) •Disminución de la formación de subproductos (↑ selectividad y rendimiento)

•Buscar usos a los subproductos y residuos •Optimización de las condiciones de operación

•Simplificación del proceso (reducción del número de operaciones) •Uso de nuevas técnicas de separación

•Aumento de la capacidad de la planta (economía de escala)

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3.2 TENDENCIAS FUTURAS DE LOS PROCESOS QU

3.2 TENDENCIAS FUTURAS DE LOS PROCESOS QU

Í

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MICOS

MICOS

• Trabajar sobre los factores que disminuyen el coste de un proceso químico-industrial (economía de escala)

• Desarrollo de nuevos productos químicos de elevada pureza con mercados especiales y aplicaciones específica (farmacia, fitosanitarios, alimentación, etc.) • I+D+i de la tecnología para los sistemas de producción (disminuir tamaño y

costes)

• Avances en aspectos medioambientales y de seguridad para cumplir con la normativa reguladora cada vez más exigente (BAT’s)

• Reducción del consumo de petróleo como combustible y apuesta por las tecnologías limpias de producción de energía (energías renovables)

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3.3 DIAGRAMAS DE FLUJO

3.3 DIAGRAMAS DE FLUJO

EJEMPLOS DE PROCESOS QU

EJEMPLOS DE PROCESOS QU

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MICO

MICO

-

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INDUSTRIAL

INDUSTRIAL

Diagrama de flujoEsquema que recoge cada una de las operaciones

unitarias que componen un determinado proceso químico, en forma secuencial y siguiendo el camino de la materia prima hasta los productos/subproductos/residuos.

PREPARACIÓN

MATERIA PRIMA ETAPA DE TRANSFORMACIÓN

PURIFICACIÓN DEL PRODUCTO PRODUCTO SUBPPRODUCTOS RESIDUOS Mat. prima

GRAN VARIEDAD

Esquema general de un proceso químico

Operaciones

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PROCESO DE ELECTRÓLISIS DEL NaCl

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PROCESO DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS

Mat. Prima → Agua residual de la red de alcantarillado - Fósforo combinado (detergentes)

- Nitrógeno orgánico (de origen biológico) - Sólidos inorgánicos (arenas, piedras, …) - Insolubles y materia en suspensión - pH ligeramente alcalino

- Materia orgánica, etc.

Producto → Agua residual bajo legislación vigente - DBO < 20 mg/l

- Fósforo (4% del inicial)

- Sólidos en suspensión (4% del inicial) - No bacterias

Tratamiento primario

Tratamiento secundario

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MATERIAS PRIMAS

MATERIAS PRIMAS

Materias primas Productos de origen natural o tratados previamente

de forma artificial y a partir de los cuales se van a obtener el producto final deseado

De la Litosfera → Rocas y minerales en forma de óxidos, sulfuros, fosfatos, silicatos, carbón, petróleo, gas natural, etc.

De la Hidrosfera → Agua de mar (NaCl, Mg, etc)

De la Atmósfera → Aire (O2, N2 y gases nobles)

De la Biosfera → Biomasa vegetal RECURSOS

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Referencias

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