Silvia Bolado Rodríguez Operaciones de Separación CURSO 2009-10 Silvia Bolado Rodríguez Susana Lucas Yagüe

Operaciones de separación Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos Aire Limpio Separación Impurezas Subproductos Efluente gaseoso Materias Primas Separación Reacción Separación Productos Efluente líquido Separación Agua limpia 50 - 90 % coste de la planta 40 - 70 % gastos de operación

Operaciones de separación Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos 50 - 90 % coste de la planta 40 - 70 % gastos de operación 90-99% gastos bioprocesos

Operaciones de separación Importancia de los procesos de separación en la industria de procesos químicos Aire Limpio Separación Impurezas Subproductos Efluente gaseoso Materias Primas Separación Separación Productos Separación Efluente líquido Separación Agua limpia

Operaciones de separación 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

Operaciones de separación DIFUSIONALES Separan a nivel molecular Mezcla inicial: Fase homogénea Agente de separación Energético Material Barrera F: 1 fase Separación difusional Productos: 2 Fases Separación mecánica 2 Fases:Transferencia de materia y/o calor

Operaciones de separación Clasificación de las operaciones de separación MECÁNICAS Centrífuga Ciclón Decantador Separador electrostático Separador de emulsiones Filtración Flotación Magnéticas Sedimentación DIFUSIONALES HETEROGÉNEAS HOMOGÉNEAS Espectrómetro de masas Difusión gaseosa Difusión térmica Ultracentrifugación Electroforésis No Equilibrio Equilibrio Membranas Ultrafiltración Electrodiálisis Pervaporación Ósmosis inversa Permeación de gases No Membranas Adsorción cinética Cromatografía Afinidad Capilaridad LLC GSC CGS HPLC Gas-Sólido Adsorción Sublimación Líquido-Sólido Adsorción Cristalización Fusión zonal Intercambio iónico Extracción S-L Lavado Secado de sólidos Gas-Líquido Absorción Destilación Azeotrópica Extractiva Flash Reactiva Vapor Vacío Líquido-Líquido Extracción Tres Fases

Operaciones de separación Asignaturas de la titulación relacionadas con Operaciones de Separación Termodinámica Aplicada Fenómenos de Simulación de Procesos Transporte Proyecto Introducción a la Ingeniería Química Tecnología Medio Ambiente OPERACIONES Física DE Matemáticas SEPARACIÓN Reactores Químicos Química Optimización de Procesos O. Básicas de Flujo de fluidos Diseño Integrado de Procesos O. Básicas de Transmisión de Calor

Programa de la asignatura

Operaciones de separación 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

Operaciones de separación 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

Operaciones de separación 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

Operaciones de separación 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 Operaciones de separación 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

Operaciones de separación CONTENIDOS Conceptos generales Separaciones en una etapa Separaciones por etapas Columnas de platos Destilación, absorción y extracción Separaciones por contacto continuo Torres de relleno Destilación, absorción y extracción Operaciones de transferencia de materia y calor 5. Separaciones controladas por cinética Secado, Adsorción e Intercambio iónico Cristalización, Procesos de membrana

Operaciones de separación METODOLOGÍA ASISTENCIA A CLASES TEORICAS 25h ASISTENCIA A CLASES PROBLEMAS Y SEMINARIOS 29h PREPARACIÓN DE TRABAJOS CLASES PROBLEMAS Y SEMINARIOS 12h ESTUDIO PREPARACIÓN CLASES 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

Operaciones de separación EVALUACIÓN EXAMEN FINAL Mínimo 2.4 sobre 6 4 puntos problemas + 2 puntos teoría 6 puntos TAREAS (presenciales y no presenciales) 2 puntos EVALUACIONES PERIÓDICAS >4.0 sobre 10 ESTUDIO DE CASO APROBADO ≥ 5.0

Operaciones de separación 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 Operaciones de separación 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).

Operaciones de separación 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