CURSO 2009-10

Silvia Bolado Rodríguez

Susana Lucas Yagüe

ProductosMaterias Primas

Efluente líquido

SeparaciónSeparaciónSeparaciónSeparación ReacciónReacción

SubproductosEfluente gaseoso

Impurezas

SeparaciónSeparación

SeparaciónSeparación

Aire Limpio

Agua limpia

Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos

50 - 90 % coste de la planta40 - 70 % gastos de operación

Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

-8 -6 -4 -2 0 2 4

Log (Frac. peso sustrato)

Lo

g(P

reci

o, U

S$/

kg) 50 - 90 % coste de la planta

40 - 70 % gastos de operación90-99% gastos bioprocesos

ProductosMaterias Primas

Efluente líquido

SeparaciónSeparaciónSeparaciónSeparación

SubproductosEfluente gaseoso

Impurezas

SeparaciónSeparación

SeparaciónSeparación

Aire Limpio

Agua limpia

Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos

SeparaciónSeparación

MECÁNICAS

Separan fases existentes en la mezcla inicial

Centrifugación Sólido/Líquido/Gas

Ciclón Sólido-Líquido/Gas

Decantador Líquido/Líquido

Separador electrostático Sólido/Sólido

Filtración Sólido/Líquido-Gas

DIFUSIONALES

Separan a nivel molecular

Mezcla inicial: Fase homogénea

Separación difusional

F: 1 fase

Agente de separación

Productos: 2 Fases

Energético

Material

Barrera

2 Fases:Transferencia de materia y/o calor

Separación mecánica

Gas-LíquidoAbsorciónDestilación Azeotrópica Extractiva Flash Reactiva Vapor Vacío

MECÁNICASCentrífugaCiclónDecantadorSeparador electrostáticoSeparador de emulsionesFiltraciónFlotaciónMagnéticasSedimentación

DIFUSIONALES

HETEROGÉNEAS HOMOGÉNEASEspectrómetro de masasDifusión gaseosaDifusión térmicaUltracentrifugaciónElectroforésis

No Equilibrio Equilibrio

MembranasUltrafiltraciónElectrodiálisisPervaporaciónÓsmosis inversaPermeación de gases

No MembranasAdsorción cinética

CromatografíaAfinidadCapilaridadLLCGSCCGSHPLC

Líquido-SólidoAdsorciónCristalizaciónFusión zonalIntercambio iónicoExtracción S-LLavadoSecado de sólidos

Líquido-LíquidoExtracción

Tres FasesGas-SólidoAdsorciónSublimación

Clasificación de las operaciones de separación

Asignaturas de la titulación relacionadas con Operaciones de Separación

OPERACIONESDE

SEPARACIÓNMatemáticas

Física

Química

Introducción a laIngeniería Química

Fenómenos deTransporte

TermodinámicaAplicada

O. Básicas deFlujo de fluidos

O. Básicas deTransmisión de Calor

Simulación de Procesos

Proyecto

Tecnología Medio Ambiente

Reactores Químicos

Diseño Integrado de Procesos

Optimización de Procesos

Competencias genéricas instrumentales

•Integrar diferentes operaciones y procesos, alcanzando mejoras globales

•Realizar estudios bibliográficos y sintetizar resultados, incluyendo búsqueda de patentes, fuentes alternativas y contactos profesionales.

•Identificar las tecnologías emergentes y evaluar su posible impacto sobre los procesos actuales.

•Analizar y sintetizar alternativas de proceso

Competencias genéricas interpersonales

•Comunicarse con claridad, al menos en español e inglés, tanto en reuniones, como en presentaciones y documentación escrita

•Adquirir una visión industrial de los procesos químicos

•Planificar, ordenar y supervisar el trabajo en equipo

Competencias genéricas sistémicas

•Tomar decisiones y ejercer funciones de liderazgo.

•Aplicar en cada situación los requerimientos y responsabilidades éticas y el código deontológico de la profesión.

• Cuantificar el impacto social de los proyectos de ingeniería.

• Adaptarse a nuevas situaciones

• Realizar y coordinar acciones de mejora e innovación tecnológica

OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA

El objetivo básico de la asignatura es que el alumno aprenda a seleccionar, analizar y

diseñar diferentes operaciones de separación controladas por la transferencia de materia y

la transmisión de calor.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•Conocer las diferentes operaciones de separación, sus modos de operación y posibles aplicaciones.

•Comprender los conceptos físicos que constituyen la base de cada operación estudiada.

•Plantear y resolver los métodos de cálculo habituales y más ilustrativos

•Realizar el diseño básico de algunos equipos de separación

CONTENIDOS

1. Conceptos generales

2. Separaciones en una etapa

3. Separaciones por etapasColumnas de platos Destilación, absorción y extracción4. Separaciones por contacto continuoTorres de rellenoDestilación, absorción y extracciónOperaciones de transferencia de materia y calor5. Separaciones controladas por cinéticaSecado, Adsorción e Intercambio iónicoCristalización, Procesos de membrana

METODOLOGÍAASISTENCIA A CLASES TEORICAS 25h

ASISTENCIA A CLASES PROBLEMAS Y SEMINARIOS

29h

PREPARACIÓN DE TRABAJOS CLASES PROBLEMAS Y SEMINARIOS

12h

ESTUDIO PREPARACIÓN CLASES 25h

TAREAS INDIVIDUALES Y/O EN GRUPO

32h

ESTUDIO PREPARACIÓN DE EXÁMENES

52h

REALIZACIÓN DE EXÁMENES 6h

ASISTENCIA A TUTORÍAS 3h

ASISTENCIA A ACTIVIDADES 4h

TOTAL VOLUMEN DE TRABAJO 188 h

EVALUACIÓN

EXAMEN FINALMínimo 2.4 sobre 64 puntos problemas + 2 puntos teoría

6 puntos

TAREAS (presenciales y no presenciales)

2 puntos

EVALUACIONES PERIÓDICAS>4.0 sobre 10

2 puntos

ESTUDIO DE CASO 2 puntos

APROBADO ≥ 5.0

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

• P. C. WANKAT. "Separation Process Engineering" (2nd Edition). Prentice Hall (2007).

• J.D. SEADER &E.J. HENLEY "Separation Process Principles" (2nd Edition). John Wiley & Sons (2005)

• W. MCCABE, J. SMITH, P. HARRIOT. "Unit Operations of Chemical Engineering" (7th Edition). Mc Graw Hill's.(2005)

• C.J. GEANKOPLIS. "Transport Processes and Separation Process Principles"(4th Edition). Prentice Hall (2003)

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

•J.R. Backhurst, J.H. Harker. " Ingeniería Química. Soluciones a los Problemas de los Tomos II y III ", Editorial Reverté (1982).•Coulson, J.M., Richardson, J.F., Backhurst, J.R., Harker, J.H., “Ingeniería Química II. Operaciones Básicas”. Reverté, Barcelona (1987).•Henley, E.J., Seader, J.D., "Operaciones de Separación por Etapas de Equilibrio en Ingeniería Química”. Reverté, Barcelona (1988).•Humphrey, J.L.; Keller Ii, G.E. “Separation Process Technology”. Mc Graw Hill, New York (1997)•King, C.J., "Procesos de Separación”. Repla, México (1988).•Ocon, J. y Tojo, G. "Problemas de Ingeniería Química". Editorial Aguilar (1986)•Schweitzer, P.A. “Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers” (3ª edición) Mc-Graw-Hill New York (1997)•Treybal, R.E., "Operaciones de Transferencia de Masa”. McGraw‑Hill, México (1988)•Wankat, P.C., “Equilibrium Staged Separations. Separations in Chemical Engíneeríng”. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey (1988).

MÁS INFORMACIÓN

Esperamos incorporarnos a Moodle en

Aula Virtual de la UVa

Mientras tanto, página web de la asignatura:

www.iq.uva.es/separacion

Página web del curso:

www.iq.uva.es/4IQ