Objetivos
Contenidos
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- MÓDULO 1. PROCESOS QUÍMICOS Y DE INSTALACIONES DE ENERGÍA Y AUXILIARES
UNIDAD FORMATIVA 1. EL PROCESO QUÍMICO Y LAS OPERACIONES UNITARIAS
UNIDAD DIDÁCTICA 1. INGENIERÍA QUÍMICA. PROCESO QUÍMICO: INTRODUCCIÓN.
- Concepto de Ingeniería Química:
- – Proceso Químico.
- – Procesos continuos y discontinuos. Ejemplos. Características. Ventajas e inconvenientes.
- – Materias primas y productos químicos.
- – La industria química actual.
- – Desarrollo histórico de los procesos químicos.
- Industria química actual y el impacto ambiental. Los productos químicos.
- – Empresas químicas. Plantas químicas.
- – Tratamiento de residuos. Procesos y legislación.
- – Los productos químicos. Productos básicos en la industria. Los 50 principales productos químicos.
- La industria química actual y la energía. La industria química y las materias primas.
- – El carbón, el gas y el petróleo. Fuentes alternativas de energía. Energías renovables.
- – El aire como fuente de materia prima.
- – La hidrosfera como fuente de materia prima.
- – La litosfera como fuente de materia prima.
- – La materia viva como fuente de materia prima.
UNIDAD DIDÁCTICA 2. FLUIDOS. NATURALEZA DE LOS FLUIDOS: INTRODUCCIÓN.
- Propiedades de los fluidos: Descripción, propiedades, clases, unidades, ecuaciones matemáticas.
- Estática de fluidos:
- – Ecuación fundamental de la Hidrostática. Prensa Hidráulica. Densidad de un fluido. Concepto de presión en el seno de un fluido. Bomba de vacío.
- – Principio de Arquímedes. Presión en el seno de un fluido. Variación con la altura.
- Dinámica de los fluidos: Fluidos Ideales. Ecuación de Bernoulli.
- – Flujo en tuberías. Introducción. Flujo laminar. Velocidad critica. Numero de Reynolds.
- – Tipos de flujo: Laminar, transición y turbulento. Pérdidas de carga en tuberías. Fórmula de Darcy-Weisbach. El factor de fricción. Fórmulas empíricas para cálculo de la pérdida de carga.
- – Fenómenos indeseables en el flujo de fluidos: Cavitación. Golpe de ariete.
UNIDAD DIDÁCTICA 3. OPERACIONES UNITARIAS.
- Operaciones Básicas o Unitarias: Concepto. Definición.
- Clasificación de las operaciones unitarias:
- – De transferencia de materia.
- – De transferencia de energía.
- – De transmisión simultánea de materia y energía.
- – De transporte de cantidad de movimiento.
- – Complementarias.
- Operaciones continuas, discontinuas y semicontinuas. Balances de materia y energía. Leyes que regulan el proceso:
- – Ley de la conservación de la materia.
- – Ley de la conservación de la energía.
- – Ley de la conservación de la cantidad de movimiento.
- Balances de materia y energía
- – Fundamentos. Introducción.
- – Ecuación general de balance de materia.
- – Conceptos de flujo masico y flujo volumétrico. Unidades.
- – Ley de conservación de materia.
- – Ajuste de ecuaciones químicas. Estequiometria.
- – Reactivo limitante. Reactivo en exceso.
- – Elaboración y rotulación de datos en diagramas de flujo de procesos químicos.
- – Conceptos básicos del Balance de Materia.
- * Flujo masico y volumétrico.
- * Conversión entre ellos.
- – Mecánica para la resolución de problemas. Bases de cálculo. Método general de resolución de B.M. Resolución de problemas.
- Descripción de tres ejemplos “tipo” de proceso químico, identificando las operaciones unitarias que tienen lugar:
- – Electrolisis del ClNa.
- – Tratamiento de aguas residuales. EDAR.
- – Refino de petróleo.
- Operaciones Unitarias más utilizadas: descripción de la operación, fundamentos físico-químicos, variables del proceso, esquema de control, balance, ejemplosen la industria química, descripción funcional de los equipos utilizados:
- – Extracción. Liquido-líquido. Sólido-liquido.Modos de operación
- – Destilación y Rectificación
- * Modos de operación: continua, discontinua, con reflujo, sin reflujo.
- – Sedimentación. Decantación. Centrifugación.
- * Importancia. Aplicaciones.
- – Absorción (con/sin reacción química). Desorción o stripping.
- * Modos de operación.
- – Adsorcion. Deserción.
- – Cristalización.
- – Humidificación. Secado. Liofilización.
- – Filtrado. Osmosis Inversa.
- – Molienda. Tamizado.
- – Agitación y mezcla.
- – Transporte de fluidos. Transporte de sólidos.
- Operación Unitaria Reacción Química: Introducción.
- – Concepto de reacción química. Ecuaciones químicas. Teoría de las reacciones químicas. Variables de la reacción química: presión, temperatura y concentración.
- – Clases de reacciones químicas.
- – Termodinámica y cinética de la reacción química. Catalizadores.
- Procesos representativos de la industria química: Descripción del proceso. Esquema básico de proceso. Pasos y operaciones unitarias. Equipos e instalaciones. Reacciones. Materias primas. Productos y subproductos. Características especiales.
- – Proceso obtención de etileno por craqueo de hidrocarburos.
- – Proceso obtención de Sosa Solvay (CO3Na2).
- – Proceso obtención de caucho sintético.
- – Proceso obtención de Acido Nítrico.
- – Proceso de obtención de jabones y detergentes.
- – Proceso de desmineralización de aguas por intercambio con resinas iónicas.
UNIDAD FORMATIVA 2. PRINCIPALES INSTALACIONES AUXILIARES Y SU SERVICIO EN LA PLANTA QUÍMICA
UNIDAD DIDÁCTICA 1. LOS SERVICIOS AUXILIARES EN LA INDUSTRIA QUÍMICA.
- Introducción. Concepto. Importancia.
- Tipos de servicios y ubicación en la planta química.
- Necesidades de energía y servicios en la planta.
- Organización de los servicios. Costo de los servicios.
- Control de los servicios auxiliares.
UNIDAD DIDÁCTICA 2. APLICACIÓN DEL AIRE Y OTROS GASES INDUSTRIALES EN LA PLANTA QUÍMICA.
- El aire y otros gases industriales: Introducción. Principales gases de utilización industrial.
- – El aire en la industria. Utilización. Propiedades del aire comprimido. Beneficios y rentabilidad de los equipos neumáticos.
- – Obtención de aire comprimido
- * Tipos de compresores: reciprocantes, centrífugos, axiales.
- * Almacenamiento y regulación del aire comprimido.
- * Acondicionamiento del aire según su uso: Secado del aire. Lubricación.
- * Regulación de presión Usos del aire en la planta
- * Producción de aire comprimido. Calidades: aire calidad industrial y aire de instrumentación. Maquinas y elementos utilizados en la compresión y purificación del aire.
- * Transporte y distribución. Red interior de transporte en la planta. Materiales de la tubería. Elementos e instrumentación principales en la red de distribución. Señalización de la red de distribución. Peligros y precauciones en su uso.
- – Gases industriales. Gases más comunes en las plantas. Aplicaciones
- * El Nitrógeno. Propiedades. Características físico-químicas.
- * El Nitrógeno como gas de lavado e inertizacion. Usos, utilidades. Peligros y precauciones en su utilización.
- * Los gases de uso en equipos de control y/o analíticos: CO2, Helio, Aire sintético, Hidrogeno, otros. Suministro, tipos de envases. Características físico-químicas. Ejemplos de utilización. Clases y denominación según el grado de pureza.
- * Almacenamiento de gases. Manejo de cilindros (botellones de acero)
- * Sistemas Criogénicos.
UNIDAD DIDÁCTICA 3. EL AGUA EN LA PLANTA QUÍMICA.
- El agua en la planta química. Introducción. Características físico-químicas. Parámetros que caracterizan el agua.
- – Tipos de agua utilizadas en la planta química.
- * Agua de consumo y sanitaria.
- * Agua de servicio. Calidad, usos principales. Señalización tuberías.
- * Agua contra incendios. Calidad, suministro, utilización. Señalización.
- * Agua de proceso. Diferentes calidades. Usos.
- * Agua para calderas. Tratamiento de agua de calderas. Calidad.
- * Agua de refrigeración. Tratamiento previo. Calidad.
- Tratamiento de aguas limpias y residuales:
- – Fundamentos físico-químicos del tratamiento.
- * Variables principales.
- – Descripción básica de los equipos, operatoria, puesta en marcha y parada.
- – Aditivos y reactivos: Inhibidores de corrosión. Inhibidores de incrustaciones. Inhibidores de crecimiento microbiológico. Antimicrobianos. Antiespumantes y antiaglomerantes.
- – Tratamiento físico-químico de agua de proceso.
- – Tratamiento físico-químico de agua de refrigeración.
- – Tratamiento físico-químico de agua de calderas.
- – Tratamiento físico-químico de aguas residuales.
UNIDAD DIDÁCTICA 4. PRODUCCIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA EN UNA PLANTA QUÍMICA.
- Producción y transmisión de energía térmica:
- – Principios de transmisión del calor: conducción, convección, radiación.
- – La reacción de combustión: combustible, aditivos para el fueloil de combustión.
- Generación de vapor: Fundamentos. Aplicaciones. Tipos de vapor. Ciclos termodinámicos. Cogeneración de vapor y electricidad: Fundamentos, variables principales, descripción básica del proceso.
- Red de distribución del vapor. Conocimientos básicos de funcionamiento de los elementos que componen la red: tuberías, válvulas, purgas manuales, purgadores, aireadores, válvulas de retención, válvulas reductoras de presión, elementos de medida.
- Utilización del vapor: Importancia del drenaje del condensado en la línea de vapor. Problemas del golpe de ariete. Los problemas de mezcla vapor-proceso. Importancia de la recuperación del condensado.
- Frío industrial. Aplicaciones. Equipos criogénicos en la industria.