Química de Procesos Catalíticos

División Académica de Ciencias Básicas
PROGRAMA DE ESTUDIOS
Química de Procesos Catalíticos
Licenciatura en Química
Área a la que
pertenece:
Horas teóricas:
Horas practicas:
Créditos:
Clave:
AREA DE
FORMACIÓN
INTEGRAL
PROFESIONAL
4
2
10
F0239
Asignaturas antecedentes y subsecuentes
Ninguna.
PRESENTACIÓN
Actualmente el 95% de los procesos químicos industriales utilizan catalizadores,
principalmente en reacciones con hidrocarburos, en esta asignatura se pretende que
el alumno de la licenciatura en química debe profundizar y concluir su formación en
el área de catálisis heterogénea, ya que el contenido de esta obedece a la aplicación
de la catálisis en la conversión de hidrocarburos.
El desarrollo de la química de los procesos catalíticos coincide con la presencia del
petróleo en nuestra región, en donde el petróleo crudo y el gas natural suministran la
mayor parte de nuestra energía, por lo que los aspectos prácticos de la catálisis y los
principios de los procesos de químicos se estudiarán en este curso, cuyo propósito
principal es presentar en forma científica y coherente los aspectos de las reacciones
catalíticas que se relacionan con los hidrocarburos, o bien en las que intervienen
reactivos simples como el hidrógeno, oxígeno, agua, monóxido de carbono, etc.
OBJETIVO GENERAL
Integrar los conocimientos de química orgánica hacia las reacciones catalíticas, así
como establecer una relación entre los diferentes procesos aplicados a nivel
industrial a través de modelos cinético-matemático en sistemas heterogéneos, y
establecer los mecanismos de la catálisis de hidrocarburos, formación y ruptura de
los enlaces C-H, C-C y el ataque del oxígeno a los enlaces C-H y C-C.
F0239_Química de Procesos Catalíticos
1/5
División Académica de Ciencias Básicas
Licenciatura en Química
CONTENIDO
Unidad
No.
Objetivo
particular
1
MECANISMOS CATALÍTICOS EN HIDROCARBUROS
Analizar los principios de la acción catalítica en las reacciones
ácido-base y oxido-reducción, así como conocer la naturaleza y la
reactividad de la catálisis bifuncional.
Hrs. estimadas
Temas
Resultados del aprendizaje
Interpretar los principios catalíticos para
1.1. El sistema de carbono-hidrógeno
1.2. La estructura y las relaciones de los diferentes tipos de reacciones.
complejos inorgánicos
1.3. Catálisis de oxidación-reducción
1.4. Catálisis ácido-base.
1.5. Catálisis bifuncional.
Unidad
No.
Objetivo
particular
2
FORMACIÓN Y RUPTURA DE ENLACES C-H, Y SUS
REACCIONES CON HIDRÓGENO.
Revisar y especificar los principios teóricos de los procesos
catalíticos básicos en los hidrocarburos y sus reacciones con el
hidrógeno.
Hrs estimadas
Temas
2.1. Aspectos teóricos
2.2. Hidrogenación, deshidrogenación y
reacciones conexas
2.3. Reacciones de transferencia de
hidrógeno
2.4. Isomerización
2.5. Alquilación
2.6. Hidrogenólisis
Resultados del aprendizaje
Explicar la acción
catalítica en el
mecanismo de formación y ruptura de
enlaces C-H.
Unidad 3
CRAQUEO Y REFORMACIÓN CATALÍTICOS
No.
Describir y conocer los procesos catalíticos de reformación y
Objetivo
desintegración.
particular
Hrs. estimadas
F0239_Química de Procesos Catalíticos
2/5
División Académica de Ciencias Básicas
Licenciatura en Química
Temas
3.1. Tipos de craqueo y sus mecanismo
de reacciones.
3.2. Procesos y catalizadores de
craqueo.
3.3. Reacciones
y
procesos
de
reformación.
3.4. Catalizadores de reformación
Unidad
No.
Objetivo
particular
4
Resultados del aprendizaje
Comprender
los
mecanismos
de
reacción de los procesos catalíticos de
craqueo y reformación.
PROCESOS DE HIDROTRATAMIENTO
Conocer y puntualizar las condiciones a las que se realizan los
diferentes procesos de hidrotratamiento, así como las reacciones y
los catalizadores implicados en cada proceso.
Hrs. estimadas
Temas
4.1. Aspectos teóricos.
4.2. Hidrodesulfuración.
Proceso,
reacciones y catalizadores.
4.3. Hidrodenitrogenación.
Proceso,
reacciones y catalizadores.
4.4. Hidrodearomatización.
Proceso,
reacciones y catalizadores.
4.5. Hidrodemetalación.
Proceso,
reacciones y catalizadores.
Resultados del aprendizaje
Esclarecer y entender tanto las
condiciones como los mecanismos
catalíticos de reacción en los diversos
procesos de hidrotratamiento.
Sugerencias didácticas
UNIDAD 1
Explicación del profesor
Discusión dirigida
Investigación documental
Material de apoyo:
Libros de texto
Artículos científicos
Presentación en acetatos o en computadora
UNIDAD 2
Explicación del profesor
Discusión dirigida
Investigación documental
Exposición en clase
Visitas industriales
Material de apoyo:
F0239_Química de Procesos Catalíticos
3/5
División Académica de Ciencias Básicas
Licenciatura en Química
Libros de texto
Artículos científicos.
Presentación en acetatos o en computadora.
Videos científicos
UNIDAD 3
Explicación del profesor
Discusión dirigida
Investigación documental
Exposición en clase
Visitas industriales
Material de apoyo:
Libros de texto
Artículos científicos.
Presentación en acetatos o en computadora.
Videos científicos
UNIDAD 4
Explicación del profesor
Discusión dirigida
Investigación documental
Exposición en clase
Visitas industriales
Material de apoyo:
Libros de texto
Artículos científicos.
Presentación en acetatos o en computadora.
Videos científicos
Estrategias de evaluación del aprendizaje
Participación en clase.
Trabajos de investigación.
Entrega de tareas.
Examen teórico.
F0239_Química de Procesos Catalíticos
4/5
División Académica de Ciencias Básicas
Bibliografía
Básica.
1.
2.
3.
4.
5.
Bibliografía
Complementaria
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Licenciatura en Química
Germain, J. E. Conversión catalítica de hidrocarburos.
Edit. Trillas; 1980.
Gates B. Catalytic Chemistry. John Wiley & Sons, Inc.;
1992.
Kabe, T., Ishihara, A. y Qian, W. Hydrodesulfurization
and Hydrodenitogenation. Wiley-VCH; 1999.
Satterfield, Ch. Heterogeneous Catalysis in Industrial
Practice. 2ª ed.; Krieger Publishing Company; 1996.
Topsøe, H., Clausen, B.S. y Massoth, F.E. Hydrotreating
Catalysis. Springer-Verlag; 1996.
Blanco J. y Linarte R.; Catálisis: fundamentos y
aplicaciones industriales; Edit. Trillas; 1974.
Fogler, S.; Ingeniería de las Reacciones Químicas; Edit.
Pearson; 2000.
Le Page, J.F. y cols.; Applied Heterogeneous Catalysis;
Edit. Technip, 1987
Morbidelli, M., Gavriilidis, A. y Varma, A.; Catalyst
Design; Cambridge University Press, 2001.
Viswanathan, B., Sivasanker, S. y Ramaswamy, A.V.;
Catalysis: Principles and Applications; Edit. Narosa;
2002.
Revistas e internet:
Applied Catalysis A: General
Applied Catalysis B: Environmental
Catalysis Communications
Catalysis Letters
Catalysis Reviews
Catalysis Today
Chemical Engineering Research
Hydrocarbon Processing
Journal of Catalysis
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical
Revista de la Academia de Catálisis
Revista de la Sociedad Química de México
Studies in Surface Science and Catalysis
Topics in Catalysis
www.chemweb.com
www.elsevier.com
www.nacatsoc.org
F0239_Química de Procesos Catalíticos
5/5