REACTORES QUÍMICOS
GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
Curso 2024/2025
1. Datos de la asignatura
(Fecha última modificación: 11-06-24 11:26)- Código
- 104125
- Plan
- UXXI
- ECTS
- 7.50
- Carácter
- OBLIGATORIA
- Curso
- 3
- Periodicidad
- Segundo Semestre
- Idioma
- ESPAÑOL
- Área
- INGENIERÍA QUÍMICA
- Departamento
- Ingeniería Química y Textil
- Plataforma Virtual
Datos del profesorado
- Coordinador/Coordinadora
- Mariano Martín Martín
- Grupo/s
- 1
- Centro
- Fac. Ciencias Químicas
- Departamento
- Ingeniería Química y Textil
- Área
- Ingeniería Química
- Despacho
- B3503
- Horario de tutorías
- Concertar por mail
- URL Web
- https://produccioncientifica.usal.es/investigadores/57359/detalle
- mariano.m3@usal.es
- Teléfono
- 923294400 Ext. 6296
- Profesor/Profesora
- Luis Manuel Simón Rubio
- Grupo/s
- 1
- Centro
- Fac. Ciencias Químicas
- Departamento
- Ingeniería Química y Textil
- Área
- Ingeniería Química
- Despacho
- B3501
- Horario de tutorías
- L, M, X, J de 13:00 14:00 horas
- URL Web
- https://produccioncientifica.usal.es/investigadores/57578/detalle
- lsimon@usal.es
- Teléfono
- Ext. 6284
2. Recomendaciones previas
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.
Conocimientos básicos de programación informática.
3. Objetivos
Objetivos Generales:
Conseguir que el alumno comprenda los fundamentos de la Ingeniería de las reacciones químicas y del diseño de reactores y que adquiera la destreza necesaria en la aplicación de esos conocimientos a la resolución de los problemas que, en este campo, se le presenten en el ejercicio de su profesión.
Específicos:
Dotar al alumno de una serie de conocimientos teórico-prácticos que le permita:
- Comprender la función de los reactores en la industria química y ser capaz de decidir, ante un problema, o necesidad, real la posible conveniencia de la utilización de un reactor químico.
- Establecer los balances de materia y energía que son básicos para llegar a la ecuación de diseño de los tipos de reactores químicos más usuales, y resolver las ecuaciones pertinentes.
- Decidir el tipo de reactor más adecuado para una transformación química dada.
- Aprovechar los balances de materia y energía y la información cinética para diseñar reactores químicos capaces de cumplir con unas condiciones de diseño dadas.
4. Competencias a adquirir | Resultados de Aprendizaje
Básicas / Generales | Conocimientos.
Los recogidos en el RD 1393/2007
Específicas | Habilidades.
TE1, TE2, TE3, TE4/ 1P-9P
Transversales | Competencias.
TI1,TI2, TI4, TI5, TI7,TI8/ TS1, TS2, TS4, TP7,TP8, TS10
5. Contenidos
Teoría.
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.
6. Metodologías Docentes
Clases en aula donde se explican los contenidos de la asignatura y se resuelven las dudas de los alumnos.
Evaluación continua de trabajos y problemas resueltos por el alumno.
Seminarios en grupo reducido que permiten una participación más directa del alumno.
Tutorías para la resolución de dudas, etc.
7. Distribución de las Metodologías Docentes
8. Recursos
Libros de consulta para el alumno.
Libros de Texto:
FOGLER, H. SCOTT, “Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas”, 3ª Ed., Prentice Hall, Pearson Education, México, (2001)
SANTAMARIA, J.M. y Col. “Ingeniería de Reactores”, Ed.. Síntesis. Madrid (1999).
Libros de Referencia
DANCKWERTS, P.V., “Gas-Liquid Reactions”, McGraw-Hill. (1970).
DENBIGH, K.G., “Chemical Reactor Theory”, 3rd Ed. Cambridge Univ. Press, (1984).
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).
Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.
9. Evaluación
Criterios de evaluación.
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.
Sistemas de evaluación.
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.
Recomendaciones para la evaluación.
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 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.