TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS

1. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.1 GENERALIDADES SOBRE INGENIERIA QUIMICA Objeto de la Ingeniería Química Definiciones: Little, 1932 A.I.Ch.E., 1961 Cathala y Letort, 1965 Rase y Barrow, 1968 I.Ch.E., 1982 Peters, 1984 Scriven, 1987 Títulación Ingeniería Química , 1992

2. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS OBJETIVO FINAL MATERIAS PRIMAS PRODUCTOS ÚTILES

3. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS OBJETIVO FINAL MATERIAS PRIMAS PROCESOS FÍSICOS-QUÍMICOS PRODUCTOS ÚTILES

4. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS Estructura de la Ingeniería Química

5. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS SECTORES DE LA INGENIERIA QUIMICA TERMODINAMICA FENOMENOS DE INGENIERIA DE INGENIERIA DE OPERACIONES TRANSPORTE LA REACCION LA REACCION BASICAS BASICAS BASICAS CONTROL Y DINAMICA QUIMICA QUIMICA DE SISTEMAS INGENIERIA DE PROCESOS QUIMICA INDUSTRIAL ECONOMIA

6. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS SECTORES COMPLEMENTARIOS • Ciencia de los Materiales • Termotecnia • Electrotecnia • Ingeniería Bioquímica • Tecnología Medioambiental

7. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.2 DEFINICIÓN DE OPERACIÓN BÁSICA • Separación de sólidos por filtración • Separación de líquidos por destilación • Evaporación • Secado Destilación: Fermentación Petróleo Química orgánica

8. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES BÁSICAS ·        Modificando su masa o composición (separación de fases, mezcla, reacción química, etc.) ·        Modificando el nivel de energía que posee (enfriamiento, evaporación, aumento de presión, etc.) ·        Modificando sus condiciones de movimiento (aumentando o disminuyendo su velocidad o su dirección)

9. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES BÁSICAS • ·     Ley de conservación • MATERIA • ·     Ley de conservación • ENERGÍA • ·    Ley de conservación • CANTIDAD DE MOVIMIENTO

10. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.4 OPERACIONES CONTINUAS, DISCONTINUAS Y SEMICONTINUAS Operación continua

11. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.4 OPERACIONES CONTINUAS, DISCONTINUAS Y SEMICONTINUAS Operación discontinua

12. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.4 OPERACIONES CONTINUAS, DISCONTINUAS Y SEMICONTINUAS Operación semicontinua

13. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.4 OPERACIONES CONTINUAS, DISCONTINUAS Y SEMICONTINUAS VENTAJAS OPERACIONES CONTINUAS • Eliminación de los periodos de carga y descarga • Fácil recuperación de calor y del frío • Reducción de la mano de obra debido a la normal automatización de este tipo de operaciones • Condiciones de trabajo más higiénicas • Mayor uniformidad de los productos.

14. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.4 OPERACIONES CONTINUAS, DISCONTINUAS Y SEMICONTINUAS INCONVENIENTES OPERACIONES CONTINUAS • Necesidad de uniformidad de composición de las materias primas • Puesta en marcha a veces complicada • Equipo más delicado y caro • Difícil adaptación de la producción al consumo

15. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.5 CONTACTO ENTRE FASES NO MISCIBLES. ETAPA IDEAL O DE EQUILIBRIO Métodos de contacto entre fases no miscibles. a) Operación continua. Flujo paralelo. Contacto ininterrumpido. b) Operación continua. Flujo contracorriente. Contacto ininterrumpido. c) Operación continua. Flujo cruzado. Contacto ininterrumpido. d) Operación continua. Flujo contracorriente. Contacto intermitente.

16. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.5 CONTACTO ENTRE FASES NO MISCIBLES. ETAPA IDEAL O DE EQUILIBRIO Lo, xo Vo, yo V, ye ETAPA IDEAL L, xe Relación de equilibrio: ye = f (xe)

17. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.5 EJEMPLOS SEDIMENTACIÓN

18. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.5 EJEMPLOS ABSORCIÓN-DESORCIÓN

19. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS 1.5 EJEMPLOS INTERCAMBIO IÓNICO

20. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMAS PROBLEMA 1: Una columna de absorción de SO2 se diseña para producir una disolución acuosa de SO2. Si el agua de entrada contiene 5 % de SO2 el agua de salida 20 % de SO2, ¿qué cantidad de disolución al 5 % se necesita para obtener 100 kg/h de disolución de SO2 al 20 %? ¿Qué cantidad de gases se deben tratar si los gases entrantes contienen 60 % en peso de SO2 y los salientes 2 %?.

21. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMA 1 Agua , x2: 0.05 GASES, SO2 y2: 0.02 2 1 GASES, SO2 y1: 0.60 Agua, x1: 0.20 100 kg/h

22. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMAS PROBLEMA 2: Un filtro prensa contiene 20 marcos que se usarán para filtrar unos lodos que tienen 10 kg de sólido seco por 100 kg de mezcla sólido-líquida. Las dimensiones interiores de cada marco son 50 cm por 50 cm por 2,5 cm de grueso. La torta formada en la filtración es incompresible y contiene 0,7 kg de sólido seco por kg de torta. ¿Cuántos kg de filtrado libre de sólidos pueden obtenerse antes de que el filtro se llene con una torta húmeda que tiene una densidad de 1440 kg/m3?.

24. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMA 2 2,5 cm 50 cm 50 cm

25. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMAS PROBLEMA 3: Supóngase que en una planta de descontaminación por ósmosis inversa se tratan 4.000 kg/h de una disolución contaminada con un 4 % en peso de compuesto nocivo, y que las condiciones de operación son tales que se obtienen 1.200 kg/h de agua purificada con un 0,3 % en peso de contaminante. Se desea calcular el caudal volumétrico y la concentración de contaminante del agua de rechazo.

26. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMA 3 Agua purificada 1.200 kg/h, 0,3 % Agua contaminada Ósmosis Inversa 4.000 kg/h 4 % S Agua de rechazo

27. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMAS PROBLEMA 4: En la sección donde se prepara la carga de alimentación para una planta manufacturera de gasolina se elimina el isopentano de la gasolina. Considerando el diagrama propuesto, determinar qué cantidad de corriente de alimentación se mezcla con la corriente de producto sin pasar a través de la columna.

28. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMA 4 W ( i-pent) x1 Columna de F = 100 kg/h isopentano n-pent: 80 % i-pent: 20 % x2 8,88 kg/h Y P n-pent: 90 % i-pent: 10 %

29. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMAS PROBLEMA 5: Se desea diseñar una instalación para producir 30 t/día de anhídrido ftálico por oxidación de o-xileno con aire. Operando a 603 K y con una relación de 30 moles de oxígeno por mol de o-xileno, se transforma un 46,5 % de éste en anhídrido ftálico, un 0,26 % en o-tolualdehido y un 5,8 % en anhídrido maleico, quemándose un 25 % a dióxido de carbono. El o-xileno no reaccionado se separa y se devuelve al reactor. Calcular: a) Caudal de o-xileno fresco que debe alimentarse b) Caudal de aire a 298 K y 101,33 kN/m2.

30. TEMA 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LAS OPERACIONES BÁSICAS PROBLEMA 5 R P A F SEPARADOR REACTOR Aire