Química de los Procesos Industriales

QUÍMICA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES 1615
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA Y APLICADA
UBICACIÓN SEMESTRE
6o.
TIPO DE LA ASIGNATURA TEÓRICO-PRÁCTICA
NÚMERO DE HORAS/SEMANA
Teoría 3
CRÉDITOS 6
INTRODUCCIÓN:
Este curso describe la estrategia para seleccionar un proceso industrial teniendo en cuenta
principalmente la química de las reacciones involucradas, dando al mismo tiempo, la
relación existente con los aspectos técnico-económicos del proceso, la relación con el
equipo seleccionado y el grado de dificultad de operación.
Objetivos generales de aprendizaje.
Al finalizar el curso, los alumnos:
Distinguirán los tipos de reacciones, así como los subtipos.
Compararán procesos de acuerdo a la dificultad de efectuar ciertas reacciones.
Explicarán las ventajas y desventajas entre varios procesos industriales.
Seleccionarán el proceso adecuado de acuerdo a la reacción química a desarrollar.
Resolverán correctamente la química, los mecanismos de reacción y la
fisicoquímica de la reacción (cinética-Termodinámica) con el proceso a desarrollar.
UNIDAD 1.- TECNOLOGÍA DE LOS PROCESOS QUÍMICOS
4 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Definirán las alternativas y estrategias en la selección de procesos.
Explicarán los procesos por lote y los continuos.
Identificarán los rectores más utilizados.
Explicarán los diferentes sistemas de separación.
Definirán la clasificación de los catalizadores industriales.
CONTENIDO.
La definición de alternativas y estrategias en la selección de procesos. Procesos por lote y
procesos continuos. Reactores más usuales utilizados. Sistemas de separación.
Clasificación de los catalizadores industriales.
UNIDAD 2.- TIPOS DE REACCIONES Y SU CLASIFICACIÓN
6 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Definirán y clasificarán los diferentes tipos de reacción.
CONTENIDO.
Reacciones iónicas y de radicales libres. Reacciones de substitución. Reacciones de
adición. Reacciones de eliminación. Reacciones de oxidación. Reacciones de reducción.
Substitución aromática. Tipos de polimerización.
UNIDAD 3.- PROCESOS DE SUBSTITUCIÓN
4 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Desarrollarán los distintos procesos industriales donde están involucradas las
reacciones de substitución.
CONTENIDO.
Esterificación. Obtención de acetato de etilo y butilo-distintos procesos industriales.
Obtención de acrilatos. Obtención de ftalatos distintos procesos industriales.
UNIDAD 4.- REACCIONES DE ADICIÓN
4 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Desarrollarán los distintos procesos industriales donde hay reacciones de adición.
CONTENIDO.
Hidratación. Hidratación de atileno, hidratación de propeno y buteno, hidratación de
acetileno. Halogenación halogenuros de alquilo, cloruro de vínilo distintos procesos
utilizados, hidrocloración, clohidrinas, clohidrinas de etileno y propileno.
UNIDAD 5.- PROCESOS DEHIDROGENACIÓN Y DEHIDROGENACIÓN
3 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Describirán los diferentes procesos de hidrogenación y dehidrogenación.
CONTENIDO.
Hidrogenación de benceno. Hidrogenación de aceites. Dehidrogenación de alcanos.
Dehidrogenación de alcoholes, Procesos de hidroformulación.
UNIDAD 6.- PROCESOS DE OXIDACIÓN
8 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Describirán los diferentes procesos industriales donde hay reacción de oxidación.
CONTENIDO.
Oxidación Vía radicales libres: oxidación de cumeno, oxidación de ciclohexano distintos
procesos industriales, oxidación de tolueno y xileno. Oxidación catalítica en fase vapor;
óxido de etileno distintos procesos, fabricación de anhídrido malelco distintos procesos
industriales, oxidación de Tolueno y Xileno. Oxidación catalítica en fase vapor; óxido de
etileno distintos procesos, fabricación de anhídrido malelco distintos procesos industriales,
fabricación de anhídrido ftlálico distintos procesos industriales.
UNIDAD 7.- SUBSTITUCIÓN AROMÁTICA
6 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Describirán los diferentes procesos de sustitución aromática.
CONTENIDO.
Nitración distintos procesos y evolución de los equipos; nitración de benceno y tolueno.
Sulfonación: Sulfonación de benceno y tolueno, siquil bencensulfonatos evolución
histórica de los procesos industriales. Cumeno-hidroperóxido-fenol y acetona.
Alquilfenoles. Halogenación aromática-seguridad industrial.
UNIDAD 8.- P O L I M E R A C I Ó N
6 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Describirán los distintos procesos de polimerización.
CONTENIDO.
Polimerización vinílica-polietileno distintos procesos para alta y baja densidad, policloruro
de vinilo distintos procesos industriales, poliestireno -distintos procesos industriales.
UNIDAD 9.- INDUSTRIAS DERIVADAS DE LA SAL Y DERIVADOS DEL SODIO
4h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Explicarán los procesos en la industria derivada de la sal y el sodio.
CONTENIDO.
Cloruro de sodio. Sulfato, súlfico, tiosulfato. Fabricación del bicarbonato de sodio.
Fabricación de cloro y sosa distintos procesos y costos.
UNIDAD 10.- INDUSTRIAS DEL FÓSFORO
3 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Describirán los procesos en la industria del fósforo.
CONTENIDO.
Superfósfatos. Ácido fosfórico. Procesos industriales. Fósfatos.
UNIDAD 11.- INDUSTRIAS DEL AZUFRE Y ACERO SULFÚRICO 4 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Explicarán los procesos de la industria del azufre y del ácido sulfúrico.
CONTENIDO.
Fabricación de ácido sulfúrico. Evaluación histórica de los procesos de fabricación.
UNIDAD 12.- PROCESOS DE PETROQUÍMICA
9 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Describirán los diferentes procesos de la industria petroquímica.
CONTENIDO.
Ruptura térmica de hidrocarburos (craking). Alquilación. Isometrización y reformación. La
obtención de materia prima para la petroquímica secundaria: etileno y los procesos para su
obtención - complejidad de instrumentación, metanol y los procesos para su obtención,
estrategia de selección, benceno, tolueno, y xelenos, caprolactánea.
UNIDAD 13.- INDUSTRIAS DERIVADAS DE PRODUCTOS VEGETALES. 3 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Explicarán algunos de los principales procesos en la industria de los vegetales.
CONTENIDO.
Industrias de femenización. Procesos de transformación químico-biológica. Productos
farmacéuticos de origen biológico vs sintético - ventajas tecnológicas, estratégicas y
económicas, ejs. La industria de esteroides en México.
BIBLIOGRAFÍA
Clausen III, Chis A. Mattson, Guy. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA INDUSTRIAL
Limusa, México (1982).
Cavaseno, Vincent. PROCESS TECHNOLOGY AN FLOWSHEETS Mc Graw Hill,
U.S.A. (1979).
Shreve, R. Norris, Brinck Jr. Joseph A. CHEMICALPROCESS INDUSTRIES Mc Graw
Hill International Book Company U.S.A. (1977).
BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA
Blanco Álvarez, J. Linette Lazcano R, DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS Trillas.
México (1978).
Wiseman, P. An INTRODUCTION TO INDUSTRIAL ORGANIC CHEMISTERY Apples
Science Publischers LTD. Inglaterra (1979).
Wiserme., K., Arpe. H>J. QUÍMICA ORGÁNICA INDUSTRIAL Reverté S.A. España
(1981).
Varios, HYDROGARCON PROCESSING. Gulf Publishing Co. U.S.A. (1981).
METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA.
Se impartirá en el salón de clase mediante exposición verbal auxiliada de pizarrón y
dispositivas y acetatos. En algunos casos será conveniente proporcionar a los alumnos
gráficas, plenos y copias de procesos. Se agrupará a los alumnos en equipos para la
presentación de algunas tareas relacionadas con la selección de alternativas y estrategias
para el diseño de procesos con objeto de estimular la discusión técnica, exponer los puntos
de vista individuales y la dificultad de la toma de decisiones industriales.
El profesor responsable del curso deberá auxiliarse de profesores invitados para la
descripción de procesos específicos y se deberán organizar varias vistas industriales al final
del curso para demostrar algunos conceptos de lo enseñado en la clase teórica.
EVALUACIÓN.
Se podrán hacer cada 4 semanas y al final del semestre mediante exámenes escritos en que
se use entre otros métodos el de respuestas múltiples y el de relacionar condiciones de un
proceso con ventajas y desventajas. Igualmente se deberá relacionar aspectos químicos con
funcionamiento industrial.
REQUISITOS PARA LLEVAR EL CURSO.
Química Orgánica II.