Industria Química Transforma mediante procesos físicos y químicos las materias primas en otros productos de mayor utilidad, interés y valor añadido que demanda el mercado Las materias primas pueden ser: – naturales – productos intermedios
Nace a finales del s.XVIII (1ª Revolución Industrial) Las causas que permiten su nacimiento y desarrollo son de índole:
Científica (observación, experimentación, inducción, modelización) Técnica (máquina de vapor) Económica (capitalismo) Social (industria, comercio, banca)
Transformaciones en la industria química Desarrollo de la Industria Química:
Necesidades industriales Capacidad metodológica Nuevos procesos
NIVEL I (S. XIX). – Criterios de producción NIVEL II (S. XX). – Criterios económicos: Recirculación Optimización energía NIVEL I (S. XXI). – Criterios medio-ambientales
Proceso químico Sucesión ordenada de operaciones físicas y químicas que transforman la materia prima en productos de interés a escala industrial.
Química Industrial vs. Laboratorio
Conceptualmente Las transformaciones implican cambios de composición y contenido energético Simplificaciones no aplicables Técnicamente: Escala industrial Gran numero de unidades de proceso Económicamente Rentabilidad (valoración económica)
consideración de múltiples factores RENTABILIDAD ESCALA
Factores importantes para el desarrollo de un proceso químico (Gp:) Aspecto clave: Rentabilidad económica (Gp:) Mercado Subproductos (Gp:) Localización geográfica (Gp:) Permanencia del proceso
Estudio de mercado del producto Evaluación de costes de producción Materias primas Energía Mano de obra Mercado de subproductos Gestión de residuos
Ingeniería Química: Objetos de estudio Nace para resolver los problemas de la Industria Química. Es la disciplina científica que prepara especialistas para la Industria Química Concepción, el diseño, la construcción, la operación y el control de las plantas industriales que permiten obtener los productos químicos de interés comercial. Contribuciones de la Ingeniería química:
Uso de nuevas materias primas (nuevas síntesis) Mejores procesos: – Pasos. – Catalizadores – Reacciones secundarias – Procesos de separación – Control – Residuos Economía de escala
concepción de laboratorio proceso a escala industrial.
INGENIERÍA QUÍMICA Estudio sistemático de las operaciones comunes de los diferentes procesos así como su coordinación y las materias complementarias necesarias para su estudio QUÍMICA INDUSTRIAL Comprende la descripción detalla de cada uno de los procesos de fabricación que se llevan a cabo en la industria, materias primas utilizadas, operaciones realizadas, equipos que se utilizan…..
OBJETIVOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA El desarrollo de procesos químicos (diseño, construcción, operación, control, optimización, mejora, cambio de escala, investigación….). Estos procesos conllevan un importante consumo energético con el consiguiente agotamiento de los recursos naturales, por lo que el desarrollo de nuevos recursos energéticos se está convirtiendo en una importante tarea para la Ingeniería Química. 3) A su vez, la creciente preocupación por el medio ambiente, “desarrollo sostenible” y el endurecimiento de la legislación medioambiental requiere el desarrollo y la mejora de tecnologías para la eliminación de residuos lo que está convirtiendo a la ingeniería medioambiental en un campo de la ingeniería química en expansión. 4) Otro área que está experimentando un fuerte desarrollo son los procesos que incluyen tratamientos de tipo biológico. 5) La necesidad de procesos más eficientes y las nuevas tecnologías requieren a su vez el desarrollo de nuevos materiales.
a) Balances de materia y energía. Consiste en la determinación de los requerimientos materiales y energéticos para un proceso determinado.
b) Operaciones unitarias o básicas. Es el estudio sistemático del fundamento, diseño y operación de todas las transformaciones físicas de las sustancias que tienen lugar en un proceso industrial y que se repiten sistemáticamente de uno a otro: destilación, extracción, evaporación, impulsión de líquidos, filtración etc..
c) Ingeniería de la reacción química. Diseño y operación de los reactores en los que se realizan las transformaciones químicas que tienen lugar en un proceso industrial, dependiendo del tipo de reacción química y de las condiciones en que se lleva a cabo.
d) Ingeniería de procesos. Optimización de las diferentes operaciones de transformación físicas o químicas cuando se conectan entre sí para obtener los productos deseados.
CONTENIDOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA
CONTENIDOS DE LA INGENIERÍA QUÍMICA e) Materias complementarias. Conjunto de materias que aportan conocimientos básicos necesarios directamente relacionados con los objetivos de la Ingeniería Química. Las fundamentales son: 1) Termodinámica. Estudio de las leyes de conservación, relaciones de equilibrio y estimación de propiedades fisicoquímicas. 2) Cinética química. Estudio de la velocidad de las reacciones químicas. 3) Fenómenos de transporte. Leyes por las que se rige el transporte de materia, energía y cantidad de movimiento en las operaciones básicas. 4) Control y dinámica de sistemas. Conocimiento sobre la evolución de los sistemas ingenieriles a lo largo del tiempo y de su respuesta a las perturbaciones. Control de los procesos industriales. 5) Economía. Estudio y optimización económica de las alternativas posibles sobre un proceso o conjunto de procesos químicos. 6) Gestión ambiental. Consecuencias medioambientales de lso procesos industriales. Minimización y medidas correctoras (evaluación y corrección de impactos ambientales). Gestión de residuos. 7) Seguridad industrial. Análisis de riesgos y medidas de seguridad en los procesos químicos. 8) Disciplinas auxiliares. Ciencia de los materiales, termotecnia, electrotecnia y expresión gráfica.
Definición: Cada una de las etapas con una función específica que se lleva a cabo sistemáticamente en la industria química: destilación, extracción, evaporización, etc.
Características: Son esencialmente las mismas con independencia del proceso en el que se apliquen. Permite estandarizar la educación en ingeniería química: diseño de equipos con el mismo fundamento para procesos distintos. Técnica de cálculo similares Principios científicos comunes: Transporte de cantidad de movimiento, transmisión de calor y Transferencia de materia OPERACIONES UNITARIAS (=BÁSICAS) en los procesos industriales (Gp:) Preparación reactivos (Gp:) Reacción química (Gp:) Separación productos
Tipos de operaciones Clasificación en función del modo de operación Régimen estacionario Régimen no estacionario Régimen no estacionario V = f [ QV , Vp ] V = f [ Vp ]
| Página siguiente |