Materias Primas y Procesos Industriales

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1.
ASIGNATURA / COURSE
1.1.
Nombre / Course Title
MATERIAS PRIMAS Y PROCESOS INDUSTRIALES / STARTING MATERIALS AND
INDUSTIAL PROCESSES
1.2.
Código / Course Code
12760
1.3.
Tipo / Type of course
Optativa / Optional
1.4.
Nivel / Level of course
Grado / Grade
1.5.
Curso / Year of course
Segundo Ciclo/ Second cycle
1.6.
Semestre / Semester
2º
1.7.
Número de créditos / Number of Credits Allocated
6 créditos LRU
1.8.
Requisitos Previos / Prerequisites
1.9.
¿ Es obligatoria la asistencia ? / Is attendance to
class mandatory?
SI / YES
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1.10. Datos del profesor/a / profesores / Faculty Data
Grupo: 81
María Ribagorda Lobera
(Coordinadora)
Elena López Torres
Departamento: Química Orgánica.
Facultad: Ciencias Módulo 10 Despacho 204
Teléfono: 91 497 2934
e-mail: [email protected]
página Web: http://www.uam.es/quinonso
Horario de Tutorías Generales: L, V: 12:3013:30 h
Departamento: Química Inorgánica.
Facultad: Ciencias Módulo 07 505
Teléfono: 91 4972376
E-mail: [email protected]
Página Web: http://www.uam.es
Horario de Tutorías Generales: cualquier día
con cita previa.
1.11. OBJETIVOS DEL CURSO /OBJETIVE OF THE COURSE
OBJETIVOS
• Conocer las materias primas y los procesos básicos para la obtención de
compuestos orgánicos e inorgánicos de interés industrial.
• Asimilar e interrelacionar las reacciones químicas a nivel industrial con
otras áreas científicas y en múltiples facetas de la vida cotidiana.
• Conocer la importancia, relevancia y las diferentes aplicaciones de los
compuestos orgánicos e inorgánicos de interés industrial.
Capacidades a desarrollar
• Ser capaz de conocer y manejar los conceptos y aspectos básicos de los
procesos industriales, que han de servir como nexo de unión entre los
conceptos adquiridos en la química orgánica e inorgánica de la
licenciatura y en la realidad industrial.
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•
•
•
Destrezas asociadas al desarrollo del razonamiento crítico de los
procesos industriales desarrollados en química orgánica e inorgánica y su
interacción con otras áreas de la química, bioquímica y medioambiente.
Ser capaz de plantear estrategias sintéticas para la preparación de
moléculas orgánicas e inorgánicas de interés industrial.
Realización, exposición y discusión de trabajos en clase, en base a textos
científicos.
1.12 . Contenidos del Programa / Course Contents
El temario está organizado en dos bloques temáticos:
I. Industrias orgánicas: petróleo, gas natural y carbón como materias primas
para la preparación de gasolinas y olefinas. Oxidación de olefinas. Polímeros.
Fármacos y pesticidas. Colorantes. Detergentes
II. Industrias inorgánicas: aprovechamiento químico-industrial del aire, el
agua, la roca fosfática, la pirita, la caliza, la sílice y la arcilla.
Contenidos Teóricos y Prácticos
INTRODUCCIÓN. La industria química. Desarrollo histórico. El proceso industrial
Bloque temático I: INDUSTRIAS ORGÁNICAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Petróleo, gas natural, carbón y biomasa.
Origen y aprovechamiento de los recursos. Requerimientos energéticos y
disponibilidad de los recursos.
El petróleo como fuente de hidrocarburos: gasolinas y olefinas.
Refinería: Fraccionamiento del crudo. Los proceso de craqueo y reformado.
Aprovechamiento de los hidrocarburos como gasolinas. Aprovechamiento de las
olefinas en la industria de polímeros. Metátesis de olefinas.
El carbón como fuente de hidrocarburos.
Acetileno e hidrocarburos aromáticos policíclicos.
Otros hidrocarburos de interés industrial.
Etilbenceno, estireno y cumeno. El proceso Hock. Del ciclohexano a las poliamidas.
Productos Cl y derivados.
Gas de síntesis: obtención y aprovechamiento. Metanol y formaldehido. Resinas PF,
UF y MF.Formiatos. Cianuro de hidrógeno y cloruro de cianurilo. Fosgeno y urea.
Melamina.
Cetonas, aldehídos y alcoholes de interés industrial.
Oxidación de olefinas. Proceso Wacker-Hoechst. Proceso oxo.
Ácidos y derivados.
Ácido acético. Anhídrido acético y cetena. Acrilatos y acrilonitrilo. Metacrilato de
metilo. Ácido tereftálico. Anhídrido maleico y anhídrido ftálico
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8.
9.
Derivados nitrogenados de interés. Disocianatos y poliuretanos.
Derivados halogenados.
Derivados halogenados del metano. Cloruro de vinilo. Perfluoroetileno. Cloruro de
alilo y epiclorhidrina. Cloropreno.
10. Productos con actividad biológica: fármacos y pesticidas.
Desarrollo de fármacos y pesticidas. Principales tipos de productos.
11. Colorantes.
Desarrollo histórico. Colorantes naturales y sintéticos. Relación color-estructura.
12. Detergentes.
El fenómeno de la detergencia. Jabones. Tensioactivos sintéticos: aniónicos,
catiónicos y no iónicos. Detergentes y problemas medioambientales.
Bloque temático II: INDUSTRIAS INORGÁNICAS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
El Aire como Materia Prima.
Introducción. Composición del aire. Aprovechamiento químico industrial.
Separación de los componentes del aire por vía física y química. Combinación
química de los gases del aire: Horno de Wisconsin. Industria del amoniaco:
Método de Haber-Bosch. Industria del ácido nítrico: Método Ostwald.
Contaminación atmosférica.
El Agua como Materia Prima: Natural y del Mar.
El agua natural: Introducción. Valoración de las características del agua.
Electrolísis del agua: (Producción de H2). Electrolizadores. Aplicaciones del
hidrógeno electrolítico. Electrólisis del agua para obtener oxígeno puro. El agua
de mar: Introducción. Obtención de agua potable. Separación de las sales
disueltas. Obtención del bromo. Industria química derivada del NaCl. Fabricación
de Na2CO3: Método Leblanc y Solvay. Electrólisis del NaCl fundido.
Descomposición electrolítica del NaCl en disolución acuosa. Obtención de Cl2 sin
NaOH y a partir del HCl.
Las Piritas como Materia Prima.
Introducción. Sistemas de tratamiento. Tostación de la pirita. Teoría de la
tostación. Aprovechamiento de la ceniza. Aprovechamiento de los gases de
tostación. Oxidación del SO2 a SO3 y producción de H2SO4. Método de contacto.
Método de las cámaras de plomo.
La Roca Fosfática como Materia Prima.
Introducción. Aprovechamiento de la roca fosfática: Fertilizantes fosfatados,
Fosfatos calcinados, obtención del fósforo y sus derivados. Aplicaciones del
fósforo. Descomposición de la roca por vía húmeda. Fertilización y fertilizantes.
La Caliza como Materia Prima.
Introducción. Obtención y aprovechamiento del CaO. El Ca(OH)2 como
aglomerante. Cemento Portland. Hormigón.
La Sílice como Materia Prima.
Introducción. Vidrios de sílice y sodocálcicos. Vidrios especiales. Vidrios solubles.
Gel de sílice y carburo de silicio.
La Arcilla como Materia Prima.
Introducción. Constitución y propiedades de los minerales de arcilla. Obtención de
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ladrillos, loza, gres y porcelana. Cerámica avanzada. Obtención de alúmina.
1.12 . Referencias de Consulta Básicas / Recommended
Reading.
● Vian, A. Introducción a la Química Industrial. Ed. Reverté. Barcelona, 2ª Ed. 1996.
● Valenzuela Calahorra, C. Introducción a la Química Inorgánica. Ed. McGraw-Hill.
1999.
● Mayer, L., Tegeder, F. Métodos de la Industria Química. Ed. Reverté. Barcelona.
1987.
Bibliografía específica:
● Weissermel, K. y Arpe H. J. Industrial Organic Chemistry”, Verlag Chemie,
Weinheim, 3ª Ed. 1997.
● Heaton, A. The Chemical Industry, Blackie Academic & Professional, New York, 2ª
Ed. 1994
● Thomson, D. (Ed.) Insights into Speciality Inorganic Chemicals. The Chemical
Society. London. 1995.
● Thomson, R. (Ed.) Industrial Inorganic Chemicals: Production and Uses. The
Chemical Society. London. 1995.
● Büchel, K. H. y otros. Industrial Inorganic Chemistry. Wiley-VCH, 2ª Ed., 2000
2
Métodos Docentes / Teaching methods
En el desarrollo de la asignatura se utilizarán los procedimientos de enseñanza,
abarcando clases magistrales con gran contenido en aspectos teóricos y
explicación de conceptos generales, trabajos autorizados y exposiciones de los
trabajos de forma individualizada o en grupo, fomentando la búsqueda de
información específica en libros de texto y páginas web especializadas.
Eventualmente se podrán realizar visitas a empresas relacionadas con las
materias impartidas.
Actividades presenciales
1. Clases teóricas: Aproximadamente 42 horas.
En ellas se introducirán los principales conceptos y contenidos teóricos de la
asignatura. El contenido de cada tema estará bien planificado en cuanto a
extensión y grado de profundidad, de modo que se pueda fomentar la
interacción con el estudiante mediante la formulación de preguntas de
aplicación directa de los conceptos explicados y la resolución de dudas.
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Actividades dirigidas
2. Trabajos individuales y en grupo.
Se repartirá un conjunto de trabajos para realizar de forma individual o en
grupo. Estos trabajos se entregarán por escrito al profesor y también se
expondrán en clase.
3. Tutorías:
Los estudiantes dispondrán de dos tutorías a lo largo del curso. Estas
tutorías se realizarían de forma individual o en grupos reducidos. También
se estimulará la utilización del correo electrónico para la resolución de
dudas y tutorías virtuales.
3
Tiempo
estimado
de
Trabajo
del
Estudiante / Estimated workload for the
student
El estudiante asistirá a unas 42 clases presenciales de una hora. Con carácter
general, se consideran 2 horas de estudio y la consulta de los libros
recomendados de química industrial para la asimilación de los contenidos de
cada clase teórica. Para la realización del trabajo y la presentación del mismo
se estima un total de 36 horas.
Se realizará un examen final de la materia con una duración aproximada de 3
horas. Las asistencias a tutorías serían por término medio de 2 horas a lo largo
del cuatrimestre. En caso de no superar la asignatura en la convocatoria
ordinaria, el examen correspondiente a la convocatoria extraordinaria tendrá
también una duración aproximada de 3 horas.
4
•
Métodos de Evaluación y Porcentaje en la
Calificación Final / Assessment Methods
and Percentage in the Final marks
Descripción detallada del procedimiento para la evaluación
El aprendizaje y la formación adquirida por el estudiante serán evaluados
empleando los siguientes criterios y pruebas objetivas:
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a) Se realizarán uno o dos trabajos relacionado con alguno de los bloques
temáticos de la asignatura, que se expondrán en clase con una duración
aproximada de 30 min, y que supondrá un 20% de la calificación final.
b) Una vez finalizada la impartición de las clases, se realizará un examen
final, de unas 3 horas de duración, sobre el conjunto de los contenidos de la
asignatura. Este criterio de evaluación supondrá un 80% de la calificación final.
El examen se divide en dos partes correspondientes a los dos bloques
temáticos: Industrias Orgánicas e Inorgánicas. El alumno deberá obtener una
calificación mínima de 1.5 en cada una de las partes poder aplicar los
porcentajes correspondientes al apartado a) del procedimiento de evaluación.
Aplicando los criterios anteriores, en caso de no superar la asignatura en la
convocatoria de junio, la evaluación de la convocatoria de septiembre se
basará exclusivamente en la calificación obtenida en el examen establecido
para dicha convocatoria.
• Porcentaje en la calificación final
Convocatoria ordinaria:
a) Evaluación de los trabajos entregados y su exposición en clases………...20%
b) Examen final de la asignatura……………………………………………..................80%
Convocatoria extraordinaria:
Examen………………………………………………………………….………………………………….....100%
5
Cronograma de Actividades (opcional) /
Activities Chronogram (optional)
BLOQUE
TEMÁTICO
I
II
TOTAL
ESTIMACIÓN SEMANAS / BLOQUE
7.5
7.5
15 SEMANAS
7 de 7