Descripción y contextualización de la asignatura

Desarrollo e innovación de la catálisis en los procesos industriales. Cinética de reacciones catalíticas. Desactivación catalítica. Materiales catalíticos y propiedades. Métodos de preparación de catalizadores. Caracterización de los catalizadores. Nuevas técnicas de caracterización de catalizadores. Síntesis de amoniaco. Nuevas perspectivas en la síntesis fischer-tropsch. Hidrogenación catalítica de compuestos orgánicos. Oxidación catalítica selectiva: tecnologías consolidadas y directrices para la innovación

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Tras cursar la asignatura, el alumnado será capaz de:

- Conocer los principios básicos de las reacciones catalíticas y la terminología catalítica.

- Sintetizar y caracterizar catalizadores sólidos.

- Analizar e identificar las diferentes variables de operación en el proceso catalítico.

- Conocer y valorar diferentes procesos catalíticos industriales

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

- Prueba escrita de teoría: 40%-60%

- Prueba escrita de problemas: 40%-60%

- Realización de ejercicios, exposiciones, asistencia, etc: 0%-20%



Para superar la asignatura es necesario obtener una media de 5/10 y en todas las pruebas una nota superior a 4/10.



En caso de que las autoridades competentes "suspendan las pruebas presenciales" estas se realizarán con los medios telemáticos necesarios para garantizar una evaluación correcta.



Los estudiantes que deseen renunciar a la convocatoria deberán comunicarlo por escrito firmado, indicando la motivación de la renuncia, a todos los profesores de la asignatura dos semanas antes a las pruebas escritas.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

- Prueba escrita de teoría: 40%-60%

- Prueba escrita de problemas: 40%-60%



Para superar la asignatura es necesario obtener una media de 5/10 y en todas las pruebas una nota superior a 4/10.



En caso de que las autoridades competentes "suspendan las pruebas presenciales" estas se realizarán con los medios telemáticos necesarios para garantizar una evaluación correcta.



Los estudiantes que no se presenten a la prueba escrita de la convocatoria extraordinaria se les calificara con "NO PRESENTADO"

Temario

1.-FUNDAMENTOS DE LOS FENÓMENOS CATALÍTICOS

Aspectos generales de la catálisis: definiciones. Aspectos termodinámicos en catálisis. El ciclo del catalizador. Mecanismos de reacción: etapas elementales. Etapas de la reacción catalítica

heterogénea. Aspectos termodinámicos en catálisis. Isotermas de Adsorción.



2.-CINÉTICA Y PROCESOS DE TRANSFERENCIA EN LAS REACCIONES CATALÍTICAS. Velocidad de reacción global. Velocidades y equilibrios de adsorción. Mecanismos de reacción: Langmuir-Hinshelwood yEley-Rideal. Ecuaciones de velocidad: reacciones controladas por la velocidad de reacción en la superficie; reacciones controladas por la velocidad de adsorción. Difusión externa: influencia sobre la velocidad global de reacción. Correlaciones de transferencia de materia y calor. Difusión interna: influencia sobre la velocidad global de reacción. Difusión en catalizadores porosos. Factor de efectividad. Evaluación del factor de efectividad. Actividad catalítica. Causas y mecanismos de la desactivación. Prevención y regeneración de catalizadores.



3.-MATERIALES CATALITICOS Y PROPIEDADES. Composición típica de un catalizador: Soportes, fases activas, promotores... Propiedades físicas, mecánicas y químicas. Diseño de catalizadores.



4.-PREPARACION DE CATALIZADORES. Métodos de preparación: Impregnación, adsorción en disolución y precipitación-deposición. Geometría final del catalizador.



5.-CARACTERIZACION DE LOS CATALIZADORES. Principios y objetivos de la caracterización de los catalizadores. Determinación de las propiedades físicas: Tamaño y distribución de partículas. Area superficial, tamaño y distribución del de poros, volumen de poros. Densidad real y de partícula. Resistencia mecánica. Técnicas de temperatura programada: Termogravimetría(TG);Calorimetría diferencial de barrido (DSC y Análisis Térmico diferencial (DTA) Desorción a temperatura programada (TPD); Reducción a temperatura programada (TPR). Métodos espectroscópicos. Otros.



6.-ZEOLITAS EN CATALISIS. Introducción. Síntesis. Caracterización. Aplicaciones en Tecnologías Catalíticas.



7.-PROCESOS DE HIDROGENACION. Introducción. Hidrogenación de alquenos a alcanos, de grasas y aceites, etc. Los catalizadores.



8.-PROCESOS DE OXIDACIÓN PARCIAL. Introducción. Metanol a formaldehído, Etileno a acetato de vinilo, etc. Los catalizadores. Tendencias futuras de la oxidación catalítica.

Bibliografía

Bibliografía básica

- M. Beller, A. Renken y R.A. van Santen (Eds), "Catalysis. From Principles to Applications", Wiley-VCH Weinheim (Alemania) 2012

- J.F. Le Page, "Applied Heterogeneous Catalysis" Ed. Technip, Paris 1987

- J. Hagen; "Industrial Catalysis.A Practical Approach" Wiley-VCH, Weinheim (Alemania) 2006

- R.J. Wijngaarden, A.Kronberg y K.R. Westerterp, "Industrial Catalysis. Optimizing Catalysts and Processes", Wiley-VCH Weinheim (Alemania) 1998

- J. Lynch, "Physico-Chemical Analysis of Industrial Catalysts. A practical guide to characterisation" Ed. Technip, Paris 2001

Bibliografía de profundización

- G. Ertl, H. Knözinger, F. Schüth y J. Weitkamp (Editores), "Handbook of Heterogeneous Catalysis" (8vol.), Wiley-VCH, Weinheim (Alemania) 2008



- F. Delannay (ed.), "Characterization of Heterogeneous Catalysts", Marcel Dekker Inc., Nueva York 1984