MF0576_3 Procesos Químicos y de Instalaciones de Energía y Auxiliares

CAMPO DE CONOCIMIENTO 1. PROCESOS QUÍMICOS Y DE INSTALACIONES DE ENERGÍA Y AUXILIARES

UNIDAD FORMATIVA 1. EL PROCESO QUÍMICO Y LAS OPERACIONES UNITARIAS

SCORM 1. INGENIERÍA QUÍMICA. PROCESO QUÍMICO: INTRODUCCIÓN.

Concepto de Ingeniería Química:

- Proceso Químico.

- Procesos continuos y discontinuos. Ejemplos. Características. Ventajas e inconvenientes.

- Materias primas y productos químicos.

- La industria química actual.

- Desarrollo histórico de los procesos químicos.

Industria química actual y el impacto ambiental. Los productos químicos.

- Empresas químicas. Plantas químicas.

- Tratamiento de residuos. Procesos y legislación.

- Los productos químicos. Productos básicos en la industria. Los 50 principales productos químicos.

La industria química actual y la energía. La industria química y las materias primas.

- El carbón, el gas y el petróleo. Fuentes alternativas de energía. Energías renovables.

- El aire como fuente de materia prima.

- La hidrosfera como fuente de materia prima.

- La litosfera como fuente de materia prima.

- La materia viva como fuente de materia prima.

SCORM 2. FLUIDOS. NATURALEZA DE LOS FLUIDOS: INTRODUCCIÓN.

Propiedades de los fluidos: Descripción, propiedades, clases, unidades, ecuaciones matemáticas.

Estática de fluidos:

- Ecuación fundamental de la Hidrostática. Prensa Hidráulica. Densidad de un fluido. Concepto de presión en el seno de un fluido. Bomba de vacío.

- Principio de Arquímedes. Presión en el seno de un fluido. Variación con la altura.

Dinámica de los fluidos: Fluidos Ideales. Ecuación de Bernoulli.

- Flujo en tuberías. Introducción. Flujo laminar. Velocidad critica. Numero de Reynolds.

- Tipos de flujo: Laminar, transición y turbulento. Pérdidas de carga en tuberías. Fórmula de Darcy-Weisbach. El factor de fricción. Fórmulas empíricas para cálculo de la pérdida de carga.

- Fenómenos indeseables en el flujo de fluidos: Cavitación. Golpe de ariete.

SCORM 3. OPERACIONES UNITARIAS.

Operaciones Básicas o Unitarias: Concepto. Definición.

Clasificación de las operaciones unitarias:

- De transferencia de materia.

- De transferencia de energía.

- De transmisión simultánea de materia y energía.

- De transporte de cantidad de movimiento.

- Complementarias.

Operaciones continuas, discontinuas y semicontinuas. Balances de materia y energía. Leyes que regulan el proceso:

- Ley de la conservación de la materia.

- Ley de la conservación de la energía.

- Ley de la conservación de la cantidad de movimiento.

Balances de materia y energía

- Fundamentos. Introducción.

- Ecuación general de balance de materia.

- Conceptos de flujo masico y flujo volumétrico. Unidades.

- Ley de conservación de materia.

- Ajuste de ecuaciones químicas. Estequiometria.

- Reactivo limitante. Reactivo en exceso.

- Elaboración y rotulación de datos en diagramas de flujo de procesos químicos.

- Conceptos básicos del Balance de Materia.

* Flujo masico y volumétrico.

* Conversión entre ellos.

- Mecánica para la resolución de problemas. Bases de cálculo. Método general de resolución de B.M. Resolución de problemas.

Descripción de tres ejemplos “tipo” de proceso químico, identificando las operaciones unitarias que tienen lugar:

- Electrolisis del ClNa.

- Tratamiento de aguas residuales. EDAR.

- Refino de petróleo.

Operaciones Unitarias más utilizadas: descripción de la operación, fundamentos físico-químicos, variables del proceso, esquema de control, balance, ejemplosen la industria química, descripción funcional de los equipos utilizados:

- Extracción. Liquido-líquido. Sólido-liquido.Modos de operación

- Destilación y Rectificación

* Modos de operación: continua, discontinua, con reflujo, sin reflujo.

- Sedimentación. Decantación. Centrifugación.

* Importancia. Aplicaciones.

- Absorción (con/sin reacción química). Desorción o stripping.

* Modos de operación.

- Adsorcion. Deserción.

- Cristalización.

- Humidificación. Secado. Liofilización.

- Filtrado. Osmosis Inversa.

- Molienda. Tamizado.

- Agitación y mezcla.

- Transporte de fluidos. Transporte de sólidos.

Operación Unitaria Reacción Química: Introducción.

- Concepto de reacción química. Ecuaciones químicas. Teoría de las reacciones químicas. Variables de la reacción química: presión, temperatura y concentración.

- Clases de reacciones químicas.

- Termodinámica y cinética de la reacción química. Catalizadores.

Procesos representativos de la industria química: Descripción del proceso. Esquema básico de proceso. Pasos y operaciones unitarias. Equipos e instalaciones. Reacciones. Materias primas. Productos y subproductos. Características especiales.

- Proceso obtención de etileno por craqueo de hidrocarburos.

- Proceso obtención de Sosa Solvay (CO3Na2).

- Proceso obtención de caucho sintético.

- Proceso obtención de Acido Nítrico.

- Proceso de obtención de jabones y detergentes.

- Proceso de desmineralización de aguas por intercambio con resinas iónicas.

UNIDAD FORMATIVA 2. PRINCIPALES INSTALACIONES AUXILIARES Y SU SERVICIO EN LA PLANTA QUÍMICA

SCORM 1. LOS SERVICIOS AUXILIARES EN LA INDUSTRIA QUÍMICA.

Introducción. Concepto. Importancia.

Tipos de servicios y ubicación en la planta química.

Necesidades de energía y servicios en la planta.

Organización de los servicios. Costo de los servicios.

Control de los servicios auxiliares.

SCORM 2. APLICACIÓN DEL AIRE Y OTROS GASES INDUSTRIALES EN LA PLANTA QUÍMICA.

El aire y otros gases industriales: Introducción. Principales gases de utilización industrial.

- El aire en la industria. Utilización. Propiedades del aire comprimido. Beneficios y rentabilidad de los equipos neumáticos.

- Obtención de aire comprimido

* Tipos de compresores: reciprocantes, centrífugos, axiales.

* Almacenamiento y regulación del aire comprimido.

* Acondicionamiento del aire según su uso: Secado del aire. Lubricación.

* Regulación de presión Usos del aire en la planta

* Producción de aire comprimido. Calidades: aire calidad industrial y aire de instrumentación. Maquinas y elementos utilizados en la compresión y purificación del aire.

* Transporte y distribución. Red interior de transporte en la planta. Materiales de la tubería. Elementos e instrumentación principales en la red de distribución. Señalización de la red de distribución. Peligros y precauciones en su uso.

- Gases industriales. Gases más comunes en las plantas. Aplicaciones

* El Nitrógeno. Propiedades. Características físico-químicas.

* El Nitrógeno como gas de lavado e inertizacion. Usos, utilidades. Peligros y precauciones en su utilización.

* Los gases de uso en equipos de control y/o analíticos: CO2, Helio, Aire sintético, Hidrogeno, otros. Suministro, tipos de envases. Características físico-químicas. Ejemplos de utilización. Clases y denominación según el grado de pureza.

* Almacenamiento de gases. Manejo de cilindros (botellones de acero)

* Sistemas Criogénicos.

SCORM 3. EL AGUA EN LA PLANTA QUÍMICA.

El agua en la planta química. Introducción. Características físico-químicas. Parámetros que caracterizan el agua.

- Tipos de agua utilizadas en la planta química.

* Agua de consumo y sanitaria.

* Agua de servicio. Calidad, usos principales. Señalización tuberías.

* Agua contra incendios. Calidad, suministro, utilización. Señalización.

* Agua de proceso. Diferentes calidades. Usos.

* Agua para calderas. Tratamiento de agua de calderas. Calidad.

* Agua de refrigeración. Tratamiento previo. Calidad.

Tratamiento de aguas limpias y residuales:

- Fundamentos físico-químicos del tratamiento.

* Variables principales.

- Descripción básica de los equipos, operatoria, puesta en marcha y parada.

- Aditivos y reactivos: Inhibidores de corrosión. Inhibidores de incrustaciones. Inhibidores de crecimiento microbiológico. Antimicrobianos. Antiespumantes y antiaglomerantes.

- Tratamiento físico-químico de agua de proceso.

- Tratamiento físico-químico de agua de refrigeración.

- Tratamiento físico-químico de agua de calderas.

- Tratamiento físico-químico de aguas residuales.

SCORM 4. PRODUCCIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA EN UNA PLANTA QUÍMICA.

Producción y transmisión de energía térmica:

- Principios de transmisión del calor: conducción, convección, radiación.

- La reacción de combustión: combustible, aditivos para el fueloil de combustión.

Generación de vapor: Fundamentos. Aplicaciones. Tipos de vapor. Ciclos termodinámicos. Cogeneración de vapor y electricidad: Fundamentos, variables principales, descripción básica del proceso.

Red de distribución del vapor. Conocimientos básicos de funcionamiento de los elementos que componen la red: tuberías, válvulas, purgas manuales, purgadores, aireadores, válvulas de retención, válvulas reductoras de presión, elementos de medida.

Utilización del vapor: Importancia del drenaje del condensado en la línea de vapor. Problemas del golpe de ariete. Los problemas de mezcla vapor-proceso. Importancia de la recuperación del condensado.

Frío industrial. Aplicaciones. Equipos criogénicos en la industria.