Definición de Ingeniería Química

1. Definición de Ingeniería Química En 1954 la AIChE da la definición clásica de la Ingeniería Química como «la aplicación de los principios de las ciencias físicas y químicas, juntamente con la economía y las relaciones humanas, a los procesos y a los equipos de los procesos en los que se trata de efectuar un cambio de estado, de contenido energético o de composición». Definición AIChE actual: «La Ingeniería Química es la profesión en la cual, las Matemáticas, la Física, la Química y la Biología, adquiridas por el estudio, la experiencia y la práctica, se aplican juiciosamente con el fin de lograr formas económicas y seguras de utilizar materiales y energía en beneficio de la humanidad.»La ingeniería química es la rama de la ingeniería relacionada con los procesos en los que [1] las materias primas sufren un cambio de composición, contenido energético o estado físico, [2] con los medios para su procesado, [3] con los productos resultantes y su aplicación a la consecución de objetivos útiles. Definición sintética: La Ingeniería Química es la rama de la Ingeniería en que se aplican los principios fundamentales de la Física, la Química, la Biología y las Matemáticas al diseño y operación de los equipos necesarios para transformar materia o energía en formas que incorporen una mayor utilidad

2. Evolución e la química industrial Orígenes en la ingeniería civil y minera Evoluciona con la ingeniería mecánica, eléctrica y otras _ Desarrollo del Horno Alto: Abraham Darby, 1709, [precedentes en el norte de Italia desde fines del s. XVI]. _ Síntesis de ácido sulfúrico por el método de las cámaras de plomo: John Roebuck, 1746. _ Ácido sulfúrico por el método de contacto: Peregrine Phillips, 1831. _ Obtención de sosa (Na2CO3) por el método Le Blanc, 1791. 2 NaCl + H2SO4→ Na2SO4 + 2 HCl Na2SO4 + 4 C → 4 CO + Na2S Na2S + CaCO3 → CaS + Na2CO3 _ Producción de sosa por el método Solvay: ErnstSolvay, 1861. CaCO3→ CaO + CO2 CO2 + NH3 + H2O → NH4HCO3 NH4HCO3 + 2 NaCl→ NaHCO3 + 2 NH4Cl NH4Cl + CaO + H2O → 2 NH3 + CaCl2 2 NaHCO3→ Na2CO3 + CO2 + H2O

3. El horno alto actual... Hulla (pirogenación seca o coquización) = Aceites de creosota y antraceno, breas... y coque (C [pocas cenizas ~ 10%]) C(coque)+ Fe2O3 (pellets de hematita)

4. ... es una especie en peligro de extinción CO + 3Fe2O3= CO2 + 2Fe3O4 CO + Fe3O4= CO2 + 3FeO CO + FeO= CO2 + Fe(l) 2C + O2 = 2CO CO + H2O = CO2 + H2

5. Síntesis de amoníaco • Síntesis de pequeñas cantidades de amoníaco: Fritz Haber y Walter Nernst (1904-1907). • Convertidores de acero de doble tubo: Carl Bosch (1910-1911) • Descubrimiento del catalizador de hierro: Alwin Mittasch (1909-1912). • Inicio de la producción industrial en Oppau (BASF, 1913) + Planta de producción de ácido nítrico en 1915 + Planta de Leuna en 1917.

6. La edad de la carboquímica _ Síntesis del colorante malva “mauveína” a partir de la anilina: William Perkin, 1856. _ En Alemania, la mayoría de edad de la industria orgá­nica llegó de la mano de la alizarina y de los colorantes de antraquinona y azocompuestos a partir de 1870 _ BASF (Badische Anilin- und Sodafabrik) produce índigo sintético a escala industrial en Alemania, 1897. _ Síntesis y comercialización de la aspirina por parte de Bayer. _ En 1922, BASF comercializa formaldehido a partir de la oxidación de metanol procedente del gas de síntesis. _ Fusión de BASF, Höechst, AGFA y otras en el consorcio I.G. Farben (Interessen Gemeinschaft der Farbenindustrie), 1925-1945. [Juicio IG Farben, 13 directores condenados.]

7. La industria de los plásticos _ Con la aparición en 1870 del celuloide comienza el desarrollo de la industria de los plásticos (John Hyatt, Alexander Parkes). _ En 1880 Swan y Chardonnet obtienen rayón (viscosa) a partir de celulosa (producida por Du Pont a partir de 1933). _ En 1909 se sintetiza la baquelita (resina fenol-formaldehído y primer polímero sintético), en 1933 los poliuretanos y el policloruro de vinilo. _ Descubrimiento del polietileno para ICI (Imperial ChemicalIndustries): Reginald Gibson y Eric Fawcett, 1933. Aún en 1950 la casi totalidad de la producción de etileno en Europa era de origen carboquímico, mientras que una década más tarde la situación se había invertido. _ Descubrimiento del Nylon para DuPont: Wallace Carrothers, 1934. _ En 1952 Du Pont comercializa Mylar, una fibra poliéster.

8. La petroquímica _ Primeras explotaciones de pozos petrolíferos en 1859, EEUU, para suministro de combustibles (alumbrado, automoción). _ En 1913 la compañía Standard Oil comienza el craqueo térmico de petróleo. _ Síntesis del cumeno mediante alquilación de benceno y propileno con el fin de emplearlo como componente de alto octanaje en gasolinas de aviación, 1930. En 1940 Standard Oil desarrolla un proceso de reformado catalítico con el mismo fin. _ En 1959 comienza la producción de benceno petroquímico (reformado catalítico) y la sustitución en gran escala de la carboquímica tradicional, primero en Estados Unidos y luego en Europa. _ En 1973 como consecuencia de la Guerra del Yom Kippur se triplica el precio del barril de petróleo, comenzando la primera crisis petrolífera.

9. La Ingeniería Química actual y futura La ingeniería química evoluciona hacia una disciplina de base porque presenta herramientas aplicadas a diversas ingenierías. En particular, además de las clásicas: Tecnología del Medio Ambiente / Ingeniería Ambiental Tecnología del procesado de alimentos Ingeniería de los procesos biotecnológicos ... ingeniería de sistemas biológicos, biotecnología, ... ingeniería biomédica, tecnología de bioprocesos... «Aplicación de los conceptos de las matemáticas, física, química, ciencias computacionales para resolver problemas de las ciencias de la vida usando los métodos analíticos y sintéticos característicos de la ingeniería y también la sensibilidad tradicional a los costes para llegar a soluciones prácticas». La Biología es a la Ingeniería Biológica lo que la Química es a la Ingeniería Química o la Física de la electricidad y el magnetismo a la Ingeniería Eléctrica. Presencia creciente en centros tecnológicos y universidades: Ingeniería Química y Biológica (Wisconsin), Ingeniería Biológica (MIT), Ingeniería Biológica y Medioambiental (Cornell), Ingeniería Biológica y Agrícola (Texas A&M = Agrícola y Mecánica)