Tecnología específica: Química Industrial

La ingeniería química se encarga de la transformación viable científica y económicamente de materias primas en productos útiles. De entre las muchas herramientas de las que dispone el ingeniero químico para conseguir esta transformación, las reacciones químicas destacan por la posibilidad de alterar la estructura a nivel molecular de estas materias primas. La asignatura “Reactores Químicos” enseña al alumno cómo aprovechar estas reacciones químicas y como diseñar los equipos y los medios necesarios para que tengan lugar.

Ingeniería química

Contenidos:

Tema 1. Resumen de conceptos necesarios para el diseño de reactores químicos: reacción química, cinética y estequiometría de reacciones químicas; reacciones elementales y no elementales; equilibrio químico; energía de reacción y energía de activación. Balances. Aproximaciones empleadas en el diseño de reactores: aproximación de estado estacionario, mezcla completa y flujo pistón. Consideraciones generales. Balances. Conversión.

Tema 2. Diseño de reactores homogéneos en condiciones isotérmicas. Reactores discontinuos. Reactores continuos: tubulares y de tanque agitado. Series de reacciones de tanque agitado. Reactores tubulares con recirculación. Régimen transitorio en reactores de tanque agitado y tubulares. Reactores semicontinuos. Reactores de membrana.

Tema 3. Diseño de reactores ideales para reacciones múltiples. Selectividad y rendimiento. Reacciones en serie y paralelo. Relación entre cinética de reacción y distribución de productos. Idoneidad de cada tipo de reacción para reacciones múltiples.

Tema 4. Efecto de la temperatura en reactores homogéneos. Diseño de reactores adiabáticos. Conversión de equilibrio y temperatura en reactores adiabáticos. Reactores tubulares con intercambio de calor. Reactores de tanque agitado con intercambio de calor. Multiplicidad de estados estacionarios y curvas de ignición/extinción. Reactores en estado no estacionario no isotérmicos.

Tema 5. Reactores catalíticos heterogéneos de lecho fijo. Operación isotérmica. Operación adiabática. Operación no isobárica.

Tema 6. Flujo no ideal en reactores. Modelos de flujo. Reactores tubulares con flujo laminar y con dispersión axial.

Requisitos previos recomendados: Haber superado, al menos, las asignaturas que contengan los contenidos siguientes: cinética de la reacción química, balances de materia y energía y mecánica de fluidos. Haber superado la asignatura “Informática” de primer curso del grado en ingeniería química.

TE1, TE2, TE3, TE4/ 1P-9P

TI1,TI2, TI4, TI5, TI7,TI8/ TS1, TS2, TS4, TP7,TP8, TS10  

DANCKWERTS, P.V., “Gas-Liquid Reactions”, McGraw-Hill. (1970).

DENBIGH, K.G., “Chemical Reactor Theory”, 3rd Ed. Cambridge Univ. Press, (1984).

FOGLER, H. SCOTT, “Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas”, 3ª Ed., Prentice Hall, Pearson Education, México, (2001)

FROMENT, G.F.; BISCHOFF, K.B., “Chemical Reactor Analysis and Design”, John Wiley, N.Y. (1979).

HILL, CH.G., “An Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design”, John Wiley, N.Y. (1977).

LEVENSPIEL, O., “Ingeniería de la Reacción Química”, Ed. Reverté, Barcelona (1981).

LEVENSPIEL, O., “Omnilibro de los Reactores Químicos”, Ed. Reverté, Barcelona (1985).

NAUMAN, E.B., “Chemical Reactor Design”, J. Wiley&Sons, (1987).

PEREZ BÁEZ, SEBASTIÁN y Col. “Problemas y Cuestiones en Ingeniería de las Reacciones Químicas”, Ed.. Bellisco, Madrid (1998).

SANTAMARIA, J.M. y Col. “Ingeniería de Reactores”, Ed.. Síntesis. Madrid (1999).

SATTERFIELD, C.N., “Mass Transfer in Heterogeneous Catalysis”, MIT Press, Cambridge, Ma (1969).

SMITH, J.M., “Cinética de la Ingeniería Química”, McGraw-Hill, (1981).

Apuntes de la asignatura.

La evaluación se realizará a través de la comprobación del nivel de comprensión/asimilación de los conceptos científico-tecnológicos que se han explicado a los alumnos a lo largo del curso académico, y de la adquisición de las distintas competencias por parte del alumno

Se valorará la capacidad del alumno para la resolución de problemas, la medida en la que ha adquirido las competencias y su participación en las distintas actividades propuestas.

La nota final dependerá de la calificación del alumno en la evaluación continua y en la nota que obtenga en el examen final o en su caso en el examen de recuperación.

La evaluación continua supondrá un máximo de un 30% de la nota final. Si el alumno renunciara a la entrega de alguno de los ejercicios propuestos, el peso de la evaluación continua en la nota final se reducirá en favor de un mayor peso de la nota del examen final. Sin embargo, el peso de la evaluación continua nunca será inferior a un 15%, de modo que si un alumno decidiera no entregar el mínimo de trabajos y ejercicios requeridos para alcanzar ese 15%, la nota máxima a la que podría optar se vería reducida.

El examen final (o en su caso, el examen de recuperación) tendrá un valor mínimo del 70%, y, de acuerdo con lo expuesto arriba, máximo del 85%. En cualquier caso, el alumno deberá obtener una nota mínima de un 3 en este examen para aprobar, y, además, que la nota promediada entre la obtenida en la evaluación continua y la evaluación del examen sea superior a 5.

Seminarios en los que el alumno pueda participar voluntariamente.

Realización y entrega de ejercicios propuestos durante el curso, una parte de los cuales se considerarán obligatorios para poder optar a la totalidad de la nota que otorga la evaluación continua.

Exámenes programados en el centro.

El alumno ha de tratar de resolver, por sí mismo, los ejercicios planteados durante el curso, o los existentes en cualquiera de los libros de texto recomendados. Se recomienda encarecidamente evitar la memorización de los ejercicios en lugar de su comprensión.

El alumno ha de tratar de resolver, por si mismo, los ejercicios planteados durante el curso, o los existentes en cualquiera de los libros de texto recomendados. Se recomienda encarecidamente evitar la memorización de los ejercicios en lugar de su comprensión.