U T N – F R Ro DEPTO DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE

U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 6 En la Figura 2 se presenta un diagrama de flujo de una planta para producir mono cloro decano. En la Figura 3 se muestra un diagrama de flujo de una planta para producir dodecil benceno sulfonato de sodio (la materia prima utilizada para la fabricación de


Texto en PDF


U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 2
En una planta química, para obtener el producto final deseado, el proceso se realiza en varias etapas, que podrían ser las siguientes: recepción de las materias primas, preparación de las mismas, mezcla de los reactantes y catalizadores (si hubiera) en las proporciones adecuadas, redicha, separación de los productos obtenidos el producto final deseado, purificación del mismo, etc. Como se ve, la metodología utilizada es muy similar a la obtención En las etapas mencionadas anteriormente se pueden realizar procesos netamente físicos (es decir que las especies químicas que intervienen no cambian), en donde no se produce una reacción química, aunque las mismas pueden cambiar de fase o estado) o procesos químicos (donde por medio de Las etapas en donde se producen cambios netamente físicos se denominan y las etapas donde se proprocesos unitariosLas operaciones unitarias normalmente se dividen dos grandes ramas, que Operaciones unitarias difusionales Operaciones unitarias no difusionales. operaciones unitarias difusionales son todas aquellas en donde se
entre fases, ya sea líquido – vapor, líquido – líquido
o líquido – sólido.
son aquellas en donde se
establece un equilibrio entre fases.
Las primeras se estudian en (5 cuatrimestre) y las segundas en (4to cuatrimestre). A manera de ejemplo, se pueden nombrar entre las
Operación Unitaria
Objetivo
Destilación
Separar dos (o más) líquidos volátiles (es decir
que tienen sus puntos de ebullición a
temperaturas relativamente bajas) en sus
componentes puros, o obtener cortes de un
determinado rango de temper
Se establece un equilibro líquido – vapor (L –V)
Destilación del petróleo para
obtener nafta, gas oil, etc.
Destilación de una mezcla de
alcohol – agua para obtener
alcohol de 96º.
Evaporación
Concentrar una solución diluida de un soluto no
volátil (que tenga un punto de ebullición muy
elevado) a fin de obtener una solución
ión de la solución
eliminado así el solvente volátil. Se establece un
equilibrio L – V.
Obtención de soluciones
concentrada de NaOH a partir
de soluciones diluidas.

Cristalización
Obtener a partir de una solución concentrada de
un soluto no volátil y un solvente volátil, el cristal
más o menos puro del soluto, por enfriamiento
de la solución o por eliminación del solvente
Obtención de cristales de
azúcar a partir de sus
soluciones.
U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 4
Hidroformilación (oxo)
Hidrogenación, hidrogenólisis
Hidrólisis e hidratación,
Intercambio iónico
Isomerización
Neutralización
Oxidación (controlada)
Polimerización, etc. Lo más importante de un proceso unitario no es el equipo en sí (que es un reactor) si no el mecanismo de la reacción, la velocidad de la misma o el equilibrio que se puede alcanzar; esto se estudia en Química General e Inorgánica, Química En general, todos los equipos utilizados en las operaciones unitarias tienen algún tipo de equivalencia con los aparatos utilizados en el laboratorio (destilación, operación unitaria o un proceso unitario también se pueden dividir de Continuos (o flow): en este caso, en cada etapa las materias primas o los reactantes entran en forma continua al equipo y los productos también lo Discontinuos (o batch): en este caso, el equipo se carga con la alimentación, se realiza la operación o el proceso y luego se descarga el Una operación o proceso unitario continuo puede operar de dos formas: En estado estacionario: cuando todos los parámetros que definen las corrientes que llegan o salen del equipo, como así también los que controlan el equipo (temperatura, presión, caudal, pH, etc.) no varían con el En estado no estacionario: cuando los parámetros mencionados anteriormente varían con el tiempo. Esta situación normalmente sucede planta o un equipo determinado. En una operación o proceso unitario que trabaja en estado estacionario se Que el caudal másico de las materias primas o los reactantes sea igual al caudal másico de los productos obtenidos, con lo cual se dice que está que el caudal másico de las materias primas o los reactantes no sea igual al caudal másico de los productos obtenidos con lo cual se dice que se está trabajando con (cuando en el equipo o la
U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 6
En la Figura 2 se presenta un diagrama de flujo de una planta para producir ujo de una planta para producir detergentes) en donde cada equipo ahora se muessido codificados con un código alfanumérico. Es común, también, presentar los diagramas de flujo en donde se incluyen no solo los equipos y corrientes sino también los instrumentos de control. Estos diagramas se denominan P&I (Piping and Instrument). Un diagrama de este tipo se como se observa en los flow-sheet mostrados, todas las etapas que integran una planta química están conectadas entre si por medio de corrientes (que en estos diagramas se representan por medio de simples líneas rectas, con una punta de flecha que indica la dirección de la corriente). Estas corrientes transportan las materias primas (o los productos) de una etapa a otra, que puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso. Estas corrientes, al igual que los equipos, deben estar codificadas por medio de algún código alfanumérico. De todas es se trate, reciben distintas denominaciones. Normalmente, al estudiar alguna planta química (o alguna etapa de ella), ya sea para realizar el cálculo de los equipos, desarrollar un balance de materia y energía, un cálculo económico, etc. la sección a estudiar se delimita con una línea (o un rectángulo) que se denomina . Las corrientes que entran a uzan los límites del sistema se denominan afluentes
Figura 2
U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 7
Entre todas las corrientes que se utilizan en un sistema determinado, se purga A manera de ejemplo, la corriente de recirculación se utiliza cuando en un reactor (que se alimenta con determinados reactantes) la reacción no se llega a completar totalmente (ya por que la reacción llega a su punto de equilibrio) con los cual el efluente del reactor no solamente contiene los productos deseados sino a a algún tipo de separador que separa los productos deseados de los reactantes, que son devueltos al reactor. Por ejemplo, el método para obtener amoníaco consiste en hacer reaccionar directamente N con H⇔ 2 NHEsta reacción llega a un equilibrio dinámico (que depende de la temperatura y presión de trabajo) pero que normalmente no supera el 30 % molar de conversión de los reactantes. La corriente de salida del reactor (que contiene NH y Nenvía a un separador (no importa ahora cual es su funcionamiento) que devuelve el
Figura 3
U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 8
Para ejemplificar la corriente de purga se puede utilizar el proceso de obtención del NH visto anteriormente. El H para producir esta reacción se puede obtener de varias maneras (una es por vía electrolítica) pero casi siempre este tiene cual casi siempre arrastra algo de argón (hay que tener en cuenta que el aire está compuesto por un 21 % de oxígeno, 78 % de nitrógeno y 1 % de argón). Si se utiliza este nitrógeno para producir NH, el efluente del reactor ahora contendrá NHy Ar. El separador dividirá esta corriente en otras dos, una que contiene N y Ar y otra con NH. Como se deduce el argón entra al sistema y permanece, comenzándose a acumular en el mismo (si no se toma ninguna medida). Al acumularse argón en el sistema, la conversión de los reactantes comienza a disminuir, con lo cual llegará un momento en que la operación se hace antieconómica por la disminución de la conversión. A fin de evitar esto, se realiza una purga en el sistema (que node disminuir la cantidad de argón en el sistema (que como resulta muy oneroso separarlo del H y Ntraduce en una pérdida de reactantes) En la se muestra un flow-sheet simplificado de una planta de NH donde se ejemplifican las corrientes de La corriente de by-pass se puede ejemplificar de la siguiente manera: supóngase que se quiere calentar un por medio de un intercambiador de calor. Esto se podría hacer de dos formas: una es utilizar un simple intercambiador de calor que eleve la temperatura de toda la corriente a la deseada o sino dividir la corriente en otras dos, enviar una a
Figura 4
U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 9
un intercambiador más chico, que eleve su temperatura a un valor mayor que y luego mezclarla con la corriente que no pasó por el intercambiador (y que está a la ) para que después de la mezcla se llegue a la temperatura corriente que no pasa por el intercambiador se denomina corriente de by-pass. Utilizar uno u otro sistema para realizar este proceso depende de un cálculo económico. Esto se muestra en la
Figura 6

Documentos PDF asociados:

U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE ...
Cátedra: Fundamentos de Ingeniería - UNNE
Cátedra de Ingeniería Rural - Universidad de Castilla
LIBROS-E: GRADO DE INGENIERÍA QUÍMICA
LIBROS-E: GRADO DE INGENIERÍA QUÍMICA - uv.es
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA - iquce.edu.ec
Operaciones Unitarias en Ingeniería Química 6ta edi
12-02-2012 08;39;09AM - FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
QUÍMICA GENERAL - Universidad Nacional de Ingeniería ...
Grado en Ingeniería Química Guía de intensificaciones
Principios básicos y cálculos en ingeniería química 6ED
Operaciones Unitarias En Ingenieria Quimica PDF - Warren L ...
Solucionario De Ingenieria De La Cinetica Quimica De Smithiso
Estática - Grupo de Mecánica Computacional, Depto ...
Química de los alimentos - Ingeniería de Alimentos (UdeA)
Mecánica para Ingeniería (Bedford-Fowler) - Ingenieria Civil
CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E FÍSICO-QUÍMICA DO ÓLEO DE COCO ...
QUÍMICA FORENSE: QUÍMICA ANALITICA APLICADA A LA CRIMINOLOGIA
CARRERAS: Ingeniería Agrícola Ingeniería Agronómica
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
Lib-quimica 1 corregido - Química General Básica
UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ...
Introducción a la Química orgánica - Curso de Química ...
Estadística Cátedra I - psi.uba.ar
HISTOLOGÍA. CÁTEDRA 1 Subc. C y D
¿Qué es la cultura de paz? - Cátedra UNESCO de ...
HISTOLOGÍA. CÁTEDRA ? Subc. A y b
CÁTEDRA DE EMBRIOLOGÍA Y GENÉTICA
Sexta edición - CATEDRA FINANCIERA
Cátedra Medicina I AREA SEMIOLOGIA
Algebra de Boole - catedra.ing.unlp.edu.ar
Imagen de tapa - Catedra De Luca
La Química en el deporte - Los avances de la química
FUNDAMENTOS DE QUÍMICA • Química es una ciencia ...
LABORATORIOS DE QUÍMICA GENERAL - quimica.ucr.ac.cr
Principios en Oncología Médica. - CATEDRA VIRTUAL DE ...
Cátedra I de Fisiología Humana – Facultad de Medicina ...
Universidad Central de Venezuela Cátedra de ... - PSIQUIATRIA
Harrison Manual de Oncologia - CATEDRA VIRTUAL DE ...
Universidad Central de Venezuela Cátedra de Psiquiatría ...