Los resultados de aprendizaje a los que debe llegar el alumno al final de la asignatura y que serán objeto de evaluación son:



1. Realizar el diseño básico (caso base) del proceso.

2. Buscar información técnica y científica, incluyendo la literatura en lengua extranjera (inglés), para el diseño de un proceso químico para la fabricación de un producto químico a escala industrial.

3. Realizar un diagrama de flujo del proceso.

4. Emplear la conversión y la selectividad y velocidad de reacción en el balance y diseño de un reactor químico.

5. Preparar y resolver la simulación asistida por ordenador del proceso propuesto.

6. Emplear las heurísticas apropiadas en cada etapa del diseño.

7. Seleccionar el equipo adecuado para las operaciones básicas del proceso y determinar los parámetros base de su diseño.

8. Realizar la integración energética para la minimización de recursos energéticos a través de la tecnología pinch.

9. Estimar los costes de fabricación y operación de un proceso químico industrial.

10. Estimar la viabilidad económica del un proceso químico industrial.

11. Mostrar los resultados de diseño a través de un informe técnico.

12. Realizar el diseño de proceso en equipo.

13. Planificar actividades para el diseño de proceso químico.

14. Emplear criterios de seguridad y de protección del medio ambiente en el diseño de un proceso químico industrial.

15. Analizar los procesos para la producción de los compuestos químicos más importantes de la industria química en base a estrategias de diseño y de operación.

16. Describir y contextualizar la evolución histórica y las tendencias futuras de la industria química a través de una línea del tiempo.

17. Describir, interpretar y justificar el esquema general de fabricación de los principales productos de la industria química.

18. Identificar las materias primas implicadas en los diferentes procesos de fabricación de la industria química.

19. Establecer la dosificación adecuada de las materias primas, mediante diagramas de equilibrio, balances de materia y/o energía de los diferentes procesos químicos.

20. Determinar la producción de aire líquido en instalaciones industriales.

21. Identificar y justificar razonadamente las condiciones de operación utilizadas en las diferentes industrias químicas.

22. Describir las diferentes aplicaciones de los principales productos químicos.



Competencias :

En la consecución de este objetivo, el alumno desarrollará las competencias del módulo de Tecnología Específica: Ingeniería Química, asociadas a esta asignatura: M03CM01, M03CM02, M03CM05, M03CM06, M03CM10 y M03CM15.

Igualmente, en los trabajos en equipo, los alumnos desarrollarán las competencias de ese módulo M03CM11, M03CM12, M03CM13 y M03CM14



Competencias Específicas

M03CM01. Analizar, utilizando balances de materia y energía, instalaciones, equipos o procesos en los que la materia experimente cambios de morfología, composición, estado, energía o reactividad.

M03CM02. Integrar con los fundamentos básicos y los comunes a las ingenierías los fundamentos de la Ingeniería Química y de la Ingeniería Bioquímica.

M03CM03. Analizar, modelizar y calcular operaciones de separación en base a los principios de termodinámica aplicada y transferencia de materia.

M03CM05. Describir e integrar los procesos de transformación de materias primas con criterios de innovación, calidad de producto y sostenibilidad.

M03CM06. Manejar técnicas de la Industria Química, medida y cálculo de propiedades de materias primas, unidades de proceso y productos.

M03CM10. Establecer criterios de mejora de procesos como antesala de iniciativas de investigación, desarrollo e innovación.

Competencias Transversales

M03CM11. Manejar con destreza las tecnologías de la información y comunicación aplicadas al aprendizaje, las fuentes de información y las bases de datos específicas de la Ingeniería Química, así como herramientas ofimáticas de apoyo a presentaciones orales.

M03CM12. Comunicar y transmitir, eficazmente por escrito y básicamente de forma oral, los conocimientos, resultados, habilidades y destrezas adquiridos, en un entorno pluridisciplinar y multilingüe.

M03CM13. Organizar y planificar actividades, en grupos de trabajo, con reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad, razonamiento crítico y espíritu constructivo, iniciándose en el liderazgo de grupos.

M03CM14. Desarrollo del liderazgo de grupos de trabajo, con asignación de tareas, estableciendo estructuras con reconocimiento de la diversidad del grupo.

M03CM15. Resolver problemas de las materias correspondientes a la Ingeniería Química, planteados con criterios de calidad, sensibilidad por el medio ambiente, sostenibilidad, criterio ético y fomento de la paz.

Temario:

1.- El diseño de procesos y productos. Naturaleza del diseño. Etapas en el diseño de productos y procesos. Protección medioambiental. Consideraciones de seguridad.

2.- Síntesis de procesos. Creación de una base de datos preliminar. Aproximaciones al diseño de procesos. Síntesis preliminar de procesos. Desarrollo del diseño del caso base.

3.- Simulación para la síntesis de procesos. Introducción. La estructura de un simulador de procesos. Algoritmos de solución. Información necesaria para realizar la simulación. Corrientes de recirculación.

4.- Heurísticas para la síntesis de procesos. Materias primas y reacciones. Distribución de productos. Separaciones. Aporte y retirada de calor en reactores. Intercambiadores de calor y hornos. Variación de presión. Tamaño de partícula en sólidos. Separación de partículas.

5.- Diseño de reactores y redes de reactores. Evaluación del reactor. Modelos de reactores ideales. Concentración, temperatura, presión y fases. Reactores reales. Diseño para configuraciones complejas. Diseño de redes de reactores usando la región alcanzable.

6.- Síntesis de trenes de separación. Estructura general del sistema de separación. Criterios de selección de métodos de separación. Selección del equipo. Secuencias de columnas de destilación. Secuencias de operaciones para separación de mezclas no ideales. Sistemas de separación para mezclas de gases. Sistemas de separación para mezclas sólido-fluido.

7.- Integración energética en plantas de proceso. Necesidades mínimas de calefacción y refrigeración y diseño de cambiadores de calor para satisfacer las mínimas necesidades energéticas. Integración de calor y trabajo. Integración de columnas de destilación.

8.- Diseño de procesos por lotes. Diseño de unidades de procesos discontinuos. Diseño de procesos reactor-separador. Diseño de secuencias para procesar un único producto. Diseño de secuencias para procesar múltiples productos.

9.- Estimación de costes. Inmovilizado, capital circulante y total.Tipos y precisión de las estimaciones. Costes de fabricación: materias primas, servicios, tratamiento de residuos, mano de obra. Amortización del capital.

10.- Análisis de rentabilidad. Criterios de rentabilidad. Evaluación de riesgos. Comparación de proyectos. Evaluación de alternativas de equipos. Análisis para modificaciones de procesos.

11.- Diseño del producto. Mapas de innovación. Proceso de desarrollo de productos. Etapa conceptual. Etapa de viabilidad. Etapa de desarrollo. Etapa de fabricación. Introducción del producto.

12.- La industria química: características. Perspectiva histórica de la Industria Química. Características. Análisis estructural. Evolución y tendencias.

13.- Energía, materias primas y productos. La energía en la industria química. Componentes de servicios auxiliares. Consumo de energía y eficiencia energética. Materias primas y productos. La industria química y el medio ambiente.

14.- Gases industriales (oxígeno, nitrógeno y gases nobles). Separación de los gases del aire. Producción de frío. Destilación. Instalación industrial. Obtención de gases nobles. Productos.

15.- Proceso Solvay. Química del proceso Solvay. Diagramas de Jaenecke. Instalación Solvay. Procesos electrolíticos en la producción de cloro-sosa. Celulas de diafragma, de mercurio, y de membrana. Productos y aplicaciones.

16.- Ácido sulfúrico. Materias primas. Etapas de combustión, catálisis y absorción. Producto y aplicaciones.

17.- Materiales de construcción, metalúrgicos y fertilizantes.

18.- El refino del petróleo. Fraccionamiento. Procesos catalíticos y no catalíticos de conversión. FCC. Hidrocraqueo. Coquización retardada. Productos y aplicaciones.

19.- Industria petroquímica. Materias primas. Procesos petroquímicos de base. Obtención de olefinas y gas de síntesis: procesos de síntesis; gas de síntesis; etileno; propileno. Aromáticos. Polímeros más importantes.

A continuación se detalla lista de tipos de actividades de aprendizaje que se emplean en la asignatura:

1. Diseño base de un proceso industrial. Trabajo en equipo.

2. Lectura y síntesis de material de libros de texto.

3. Análisis de video tutoriales

4. Cuestionarios.

5. Resolución de ejercicios (simulación, integración de calor, estimación de costes, análisis de viabilidad, consumo de materiales y energía, etc.

6. Clases magistrales.

7. Búsqueda bibliográfica.

8. Exposición de trabajos.

9. Exámenes.

El sistema de evaluación de la asignatura es continuo. Por ello, a lo largo del curso, se proponen con cierta periodicidad actividades, de carácter evaluable, que facilitan la asimilación y el desarrollo progresivo de los resultados a los que se debe llegar.



EXAMEN (40 -60%)

Individual.

Se realizarán dos exámenes parciales, en enero y en mayo/junio. El primero sobre el diseño de procesos químicos y el segundo sobre los productos básicos de la industria química y procesos de fabricación. Se requiere una calificación mínima de 5 en cada uno de los exámenes parciales. Los alumnos que no superen alguno de esos dos exámenes parciales podrán superarlas en una prueba final en junio.



TRABAJOS INDIVIDUALES Y EN EQUIPO. (40-60%)

El aprendizaje del primer parcial se vertebra entorno un proyecto de diseño de un proceso químico industrial a realizar en equipos con varios entregable parciales y un informe final. Se requiere una calificación mínima de 5. Los alumnos que no superen dispondrán de otra oportunidad en la prueba final de junio.

En el segundo parcial se realizarán casos prácticos/problemas a resolver de manera individual y/o grupal sobre las diferentes industrias químicas, incidiendo en los principales aspectos de diseño y en la dosificación de las materias primas. Por otro lado, se realizarán trabajos en grupo donde se analizarán diferentes industrias químicas y se justificarán los criterios de diseño y operación establecidos a nivel industrial.



NOTAS sobre RENUNCIA A LA EVALUACIÓN CONTINUA.

A pesar de que la evaluación de la asignatura es continua, de acuerdo con el articulo 8.3 de la Normativa de Evaluación del Alumnos de la UVP/EHU, “en todo caso el alumnado tendrá derecho a ser evaluado mediante el sistema de evaluación final, independientemente de que haya participado o no en el sistema de evaluación continua. Para ello, el alumnado deberá presentar por escrito al profesorado responsable de la asignatura la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispondrán de un plazo de 9 semanas para las asignaturas cuatrimestrales y de 18 semanas para las anuales, a contar desde el comienzo del cuatrimestre o curso respectivamente, de acuerdo con el calendario académico del centro”.



De acuerdo con el artículo 8.2b en la EVALUACIÓN FINAL (%100) se evaluarán los resultados de aprendizaje a través de una prueba, formada por uno o más exámenes y actividades (trabajos y/o proyecto individual o en equipo) de evaluación global de la asignatura, que se realizará durante el periodo oficial de exámenes. Calificación mínima en cada actividad 5.





NOTAS sobre RENUNCIA A LA EVALUACIÓN.



La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de no presentado o no presentada (art. 12.1).



En el caso de evaluación continua, dado que el peso de los exámenes parciales es inferior al 40% dela calificación de la asignatura, el alumnado podrá renunciar a la convocatoria en un plazo que, como mínimo, será hasta un mes antes de la fecha de finalización del período docente de la asignatura correspondiente. Esta renuncia deberá presentarse por escrito ante el profesorado responsable de la asignatura (art. 12.2)



Cuando se trate de evaluación final, la no presentación a la prueba fijada en la fecha oficial de exámenes supondrá la renuncia automática a la convocatoria correspondiente (art.12.3).



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una evaluación presencial, se activará una  evaluación no presencial de la que será informado el alumnado puntualmente. Incluso las clases podrían pasar a la modalidad telepresencial.

Simulador de Procesos PRO/II.
Material suministrado en la plataforma eGela.

Bibliografía básica

"Product & Process design principles: Synthesis, analysis and evaluation", 3ª ed.

Seider, W.D., Seader, J.D., Lewin, D.R., Widagdo, S., John Wiley & Sons, N.Y, (2010).

"Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes", 3ª ed.

Turton, R., Bailie, R.C., Whiting, W.B., Shaeiwitz, J.A., Prentice Hall PTR (2009).

"Product Design and Development", 4ª ed.

Vian, A., "Curso de Introducción a la Química Industrial",.2ª edición. Reverté. Barcelona (1999).

Stocchi, E., "Industrial Chemistry". Volumen 1. Inorgánica. Ellis Horwood, London, (1990).

Ulrich, K.T., Eppinger, S.D., McGraw-Hill International Edition(2008).

"Survey of Industrial Chemistry". 3ª ed.

Chenier P. J., Kluwer Academic. New York (2002).

"An introduction to Industrial Chemistry"

Heaton, C.A.(ed), Blackie Academic & Professional (London) 2º ed. (1991)

"Cryogenic Systems". 2ª Ed.

Barron, R. F., Oxford University Press. New York (1985).

"Sulfuric acid manufacture Analysis Control and Optimation".

Davenport, W.G and King, M.J., Elsewvier. Amsterdam (2006).

Bibliografía de profundización

"Chemical Product Design".
Cussler, E.L., Moggridge, G.D., Cambridge University Press, (2001).
"Chemical Engineering Design", 5ª ed.
Sinnot, R.K., Towler, G., Butterworth & Heinemann, Burlington, MA (2009).
"Plant Design and Economics for Chemical Engineers"
Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., West, R.D., 5ª ed., McGraw-Hill, Nueva York (2002).
"Systematic Methods of Chemical Process Design"
Biegler, L.T., Grossman, I.E., Westerberg, A.W., Prentice Hall, N.J. (1997).
"Encyclopedia of Chemical Processing and Desing",
McKetta, John J. (Ed.)., Marcel Dekker, INC. New York (1977- ).
"Inorganic Chemistry - An Industrial and Environmental Perspective",
Swaddle T.; Elsevier, (1997)
"Industrial Organic Chemistry". 3ª ed.,
Weissermel K. & Arpe J., VCH Publishers, Inc. New York (1997).
"Handbook of Industrial Chemistry",
Farhat A., Bassam M.A. and Speight, J.G.; Chauvel A., Lefebvre G., Editions Technip, Paris (1989)