DISE?O DE REACTORES QUIMICOS - 540413
- Descripción :Este curso distingue al ingeniero civil quimico de otras especialidades de la ingenieria. A traves de este curso, el estudiante incorpora los fundamentos de la ingenieria de las reacciones quimicas, lo que le permite enfrentar el analisis y la sintesis racional del funcionamiento de los equipos donde se llevan a cabo las reacciones quimicas. Se aplican los conceptos fundamentales de balance de materia y energia, cinetica quimica, termodinamica, mecanica de fluidos y transferencia de calor. A partir del analisis y entendimiento de reactores con funcionamiento ideal se estudian los reactores reales.
Esta asignatura contribuye a las siguientes competencias del perfil de egreso del Ingeniero Civil Quimico:
- Competencia 1 Solucionar problemas complejos de ingenieria, dentro del ambito de la ingenieria quimica, aplicando herramientas de matematica, ciencias y principios de la ingenieria.
- Competencia 2 Concebir, dise?ar, implementar y operar procesos para la creacion de productos y soluciones en plantas industriales relevantes a la ingenieria quimica y afines, aunando ciencias, tecnologias, evaluacion economica y ambiental de los procesos de transformacion fisica, quimica y biologica de la materia y considerando criterios tecnicos, economicos, sociales, eticos y ambientales, en un contexto de trabajo colaborativo.
- Competencia 6 Desarrollar investigaciones y estudios detallados de aspectos tecnicos de su especialidad, a traves del dise?o y conduccion de experimentos y del analisis e interpretacion de sus resultados.
- Resultados aprendizaje esperados :Al completar en forma exitosa esta asignatura, los estudiantes seran capaces de:
R1. Identificar los fundamentos de la ingenieria de las reacciones quimicas.
R2. Aplicar balances de materia y energia, junto a ecuaciones fundamentales de cinetica quimica, termodinamica, mecanica de fluidos y transferencia de calor, para obtener las ecuaciones de dise?o basicas que representen la operacion de reactores quimicos ideales.
R3. Describir y modelar sistemas de reactores ideales y reales, determinando el grado de desviacion de la idealidad.
R4. Aplicar las ecuaciones de dise?o de reactores ideales para evaluar y optimizar la operacion de reactores quimicos.
R5. Analizar y procesar datos obtenidos en reactores para modelar la cinetica de reacciones quimicas.
- Contenidos :1. Balance de Moles. Definicion de velocidad de reaccion. Ecuacion general de balance de moles aplicada a Reactores discontinuos y Reactores de flujo continuo: i) tanque agitado, ii) tubular, iii) lecho empacado. Reactores Industriales.
2. Conversion y tama?o del reactor. Definicion de conversion. Ecuaciones de dise?o para reactor discontinuo y continuo. Reactores en serie.
3. Leyes de velocidad y Estequiometria. Velocidad de reaccion, orden de reaccion, constantes cineticas, reacciones elementales, molecularidad, reacciones reversibles. Tabla estequiometrica.
4. Dise?o de reactores isotermicos. Reactores Homogeneos Ideales. Reactor discontinuo, continuo agitado (CSTR) y reactor de flujo piston. Caida de presion en reactores. Secuencias de reactores. Reactores con recirculacion.
5. Obtencion y analisis de datos de velocidad. Datos de reactores discontinuos: Metodo diferencial e integral. Metodos de velocidades iniciales y de vida media. Reactores diferenciales. Tratamiento matematico de datos de velocidad. Evaluacion de reactores de laboratorio.
6. Reacciones multiples. Reacciones paralelas, en serie e independientes. Maximizacion del producto deseado en sistema de reacciones. Analisis de reacciones complejas.
7. Dise?o de reactores no isotermicos en estado estacionario. Balance de energia en reactores ideales. Reactores de flujo continuo no isotermicos. Conversion de equilibrio. Operacion no adiabatica. Multiples estados estacionarios.
8. Catalisis y reactores cataliticos. Catalizadores. Secuencia de pasos elementales de una reaccion catalitica. Paso limitante, PSSH. Mecanismos y modelacion cinetica. Reactores heterogeneos.
9. Difusion y reaccion en catalizadores porosos. Descripcion general de reactores cataliticos heterogeneos. Difusion y reaccion en granulos esfericos de catalizador. Factor de efectividad interno y global. Cinetica falsificada. Regimenes limitados por difusion y reaccion. Transferencia de masa y reaccion en un reactor de lecho empacado. Modelo - Metodología :Clases teoricas de exposicion oral de la materia, con ayuda de material audiovisual. Clases Practicas con discusion de problemas tipo y respuestas a consultas. Tareas semanales o quincenales sobre contenidos recien expuestos.
- Evaluación :En esta asignatura se obtendran al menos 3 calificaciones de acuerdo a la normativa vigente. Las ponderaciones y procedimientos se detallan en el syllabus de asignatura. Estos evaluaran los aprendizajes de la asignatura a traves de procedimientos de evaluacion que cautelen la coherencia entre los resultados de aprendizaje y la metodologia de ense?anza.
- Facultad :INGENIERIA
- Departamento :INGENIERIA QUIMICA
- Creditos :5
- Cupos :60
- Campus :CONCEPCION