Procesos Quimicos

1. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 2: Procesos Químicos 1
ASIGNATURAS
•INTRODUCCIÓN
Procesos Químicos en la Industria. Materias primas,
productos, servicios auxiliares y efluentes. Balances de
Materia y Energía. Procesos continuos y batch.
•REPRESENTACIÓN DE PROCESOS
Diagramas de Bloques
PFD ( Diagramas de Flujo )
Control e Instrumentación ( P & I )
Otros: en Planta, Isométricos, Constructivos …
•CORRIENTES
Características. Flujo. Equipo.
•OPERACIONES BÁSICAS
 Operaciones y unidades de proceso. Operaciones de
separación y otras. Equipo.
•PROCESOS DE REACCIÓN
Cinética, Equilibrio, Catalizadores y Conversión.
Energía. Reactores.
•SERVICIOS AUXILIARES
Energéticos. Operativos. Seguridad.
TEMA 2: PROCESOS QUÍMICOS

2. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 2
ASIGNATURAS
ETAPAS
INTRODUCCIÓN
PROCESO QUÍMICO: persigue la obtención de un producto
químico (o una mezcla) con determinadas especificaciones.
Con frecuencia son procesos dinámicos de FLUJO CONTINUO.
PROCESO
Energía
Alta Calidad
Energía
Residual
Materias
Primas
Productos
Efluentes
Subproductos
Servicios
Auxiliares
Cálculo de Flujos Materiales  Balances de Materia
Cálculo de Flujos Energéticos  Balances de Energía

3. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 3
ASIGNATURAS
ETAPAS
ETAPAS
REACCIÓN
Materias
Primas
Tratamiento previo
Purificación
(Op. Básicas)
Acondicionamiento
Postratamiento
Purificación
(Op. Básicas)
Acondicionamiento
Productos
No Reaccionados
Efluentes
Subproductos
Efluentes
RECIRCULACIÓN
SERVICIOS AUXILIARES
Materia
+
Energía
ETAPAS GENÉRICAS DE LOS PROCESOS QUÍMICOS:
 Tratamientos previos (Materias Primas).
 Proceso de Reacción (puede no existir).
 Tratamientos posteriores (Productos de reacción).
 La reacción no suele transcurrir con CONVERSIÓN completa.
 Servicios Auxiliares: aportan y retiran energía y otros recursos.

4. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 4
ASIGNATURAS
REPRESENTACIÓN DE PROCESOS
DIAGRAMAS DE PROCESO:
 Representaciones gráficas de los procesos.
 Forman parte de la DOCUMENTACIÓN del proceso.
 Herramientas de gran utilidad en la COMPRENSIÓN y los
CÁLCULOS de los procesos.
 Distintos niveles de detalle o puntos de vista:
 Diagramas de BLOQUES.
 Diagramas de Flujo (PFD, Process Flow Diagrams).
 Instrumentación y Control (P&I, Piping&Instrumentation).
 Otros diagramas: en Planta, Isométricos, Constructivos,
de Detalle, …
[ El mantenimiento de la DOCUMENTACIÓN · DIAGRAMAS de los
procesos es una (ardua) tarea de FUNDAMENTAL importancia en la
OPERACIÓN y cuando se abordan MODIFICACIONES de los mismos ]

5. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 5
ASIGNATURAS
12
DIAGRAMAS DE BLOQUES
 Formados exclusivamente por CORRIENTES y BLOQUES.
 CORRIENTES:
 Líneas de flujo entre BLOQUES (o Límites de Batería).
 Suelen marcar su dirección de flujo e ir nombradas o numeradas.
 BLOQUES («ISLAS»):
 Abstracción de Unidades de Proceso (o conjuntos de Unidades)
que llevan a cabo transformaciones en las corrientes.
 Unidos entre si por corrientes. Suelen ir nombrados.
 Pueden representar conjuntos muy complejos.
 No incluyen Servicios Auxiliares ni detalles constructivos, pero los
bloques pueden recordar las formas reales.
 Permiten COMPRENDER la circulación general (entradas, orden de
flujo, recirculaciones, bypasses, escisiones, mezclas, salidas).
 Adecuados para los BALANCES de MATERIA y ENERGÍA (esta asig.).
 Pueden ir acompañados de una TABLA de CORRIENTES, o una
descripción de las VARIABLES de PROCESO, a veces sobre el diagrama.

6. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 6
ASIGNATURAS
12
EJEMPLOS DE DIAGRAMAS DE BLOQUES
23770401991488497122714R
14384601205153554742600P
047948000S
3815494794831966142051196974B
237704079914285897196974A
0060000197400742600F
H
2
OC
3
H
8
O
3
C
8
H
10
O
2
N
2 
Tabla de Corrientes
EJEMPLOS DE DIAGRAMAS DE BLOQUES (1)

7. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 7
ASIGNATURAS
12
EJEMPLOS DE DIAGRAMAS DE BLOQUES (2)

8. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 8
ASIGNATURAS
DENOM
EJEMP
CAJETIN
TABLAS
PFD (DIAGRAMAS DE FLUJO)
 Documento gráfico DE REFERENCIA para la descripción del proceso.
 Mayor detalle que los de bloque, especialmente en los equipos.
 Contiene todos los equipos individuales, salvo los menos importantes.
 No suelen incluir:
 Circuitos de Servicios Auxiliares, pero si cuales y donde se usan.
 Instrumentación ni lazos de control, excepto algunos de
importancia especial.
 Los símbolos recuerdan la forma del equipo. No existe simbología
normalizada fuera de cada empresa, pero se parecen de una a otra.
 Tabla de Corrientes y Cajetín con datos del propio diagrama.
 Pueden aparecer Tablas para los servicios Auxiliares y con las
características de cada equipo.
 Nomenclatura precisa (no estandarizada) para:
 Equipo
 Conducciones
 Banderas para la identificación –numeración– de las corrientes.
 Banderas con valores de algunas variables importantes (P, T)
 A veces, varios planos distintos.

9. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 9
ASIGNATURAS
DENOM
EJEMP
CAJETIN
TABLAS
DENOMINACIÓN EQUIPOS PFD
Los códigos de equipo
se listarán en la parte
superior o inferior del
diagrama, lo más cerca
del dispositivo que sea
posible.
R-220
Equipo individual
principal
Unidad
Área
Tipo (Reactor)
:
Una bomba (L),
equipo individual 3,
duplicada (A/B), que
trabaja para la Unidad
20 del Área 200
L-223 A/B

10. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 10
ASIGNATURAS
DENOM
EJEMP
CAJETIN
TABLAS
EJEMPLO DE DIAGRAMAS DE FLUJO

11. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 11
ASIGNATURAS
DENOM
EJEMP
CAJETIN
TABLAS
TABLAS DE CORRIENTES Y SERVICIOS AUX

12. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
BLOQUES
PFD
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 1: Procesos Químicos 12
ASIGNATURAS
DENOM
EJEMP
CAJETIN
TABLAS
TABLA DE EQUIPO, CAJETIN Y SÍMBOLOS

13. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 2: Procesos Químicos 13
ASIGNATURAS
CORRIENTES
 Líneas de flujo material entre Dispositivos y/o Límites de Batería.
 Propiedades:
 Flujo o velocidad de flujo: Másico [kg/h], Molar [molg/s],
Volumétrico (Caudal) [m
3
/h] …
 Composición: Fracción molar, % (w/w), % (V/V) …
 Fase: Sólido, Líquido, Vapor, mezclas (título: % V en V+L).
 Físicas: Viscosidad, Densidad, Tensión Superficial…
 Parámetros SHE : Inflamabilidad, Toxicidad, Peligro
para el Medio Ambiente …
 Equipo asociado:
 Conducciones, Tuberías, Tanques de Espera y Almacenamiento.
 Bombas, Compresores, Soplantes, Ventiladores.
 Medidores (de flujo, composición, temperatura, presión …).
 Válvulas.
 Acondicionamiento: T (Calentamiento – Enfriamiento) , P (Compresión –
Expansión) , Material (Adicción – Escisión).
32

14. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 2: Procesos Químicos 14
ASIGNATURAS
OPERACIONES BÁSICAS
 MODIFICAN el número, composición o características físicas o químicas
de las corrientes que les llegan, TRANSFORMÁNDOLAS en otras distintas.
 Uniones o Mezclas:
 Escisiones o Divisiones:
 Especialmente importantes las O. B. de SEPARACIÓN:
 Se basan en la creación de nuevas fases y separación de estas.
 Gobernadas por el EQUILIBRIO ENTRE FASES y la
TRANSFERENCIA de MATERIA.
 Algunas de las mas comunes:
 Filtración
 Flash
 Destilación / Rectificación / Stripping
 Quenching
 Absorción
 Adsorción
 Extracciones Líquido-Líquido (ELL) y Sólido-Líquido (ESL)
 Cristalización
 Membranas
 Floculación-Sedimentación …
S
E
P
SEP

15. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 2: Procesos Químicos 15
ASIGNATURAS
PROCESOS DE REACCIÓN
 Transformaciones QUÍMICAS en la NATURALEZA de algún compuesto.
 La transformación puede ser total o parcial, rápida o lenta, dependiendo
de la CINÉTICA y del EQUILIBRIO TERMODINÁMICO.
 CONVERSIÓN: % de un reactivo que se transforma.
 Los CATALIZADORES pueden aumentar la CINÉTICA pero no
modificar el EQUILIBRIO TERMODINÁMICO.
 Van acompañados de una ENERGÍA ( o flujo de energía) de reacción:
 Procesos: endotérmicos, exotérmicos.
 Reactores: isotérmicos, adiabáticos, calentados, refrigerados …
 Reactores:
 De flujo de pistón, lechos catalíticos (porosos o fluidizados), de
tanque agitado …
ALIMENTACIÓN
(REACTIVOS...)
REACTIVOS
EFLUENTE : PRODUCTOS
SUBPRODUCTOS
INERTES
REACTOR
REACTOR
REACTIVOS
REACTIVOS
PRODUCTOS
SUBPRODUCTOS
REACTIVOS
REACTIVOS
PRODUCTOS
SUBPRODUCTOS
REACTOR

16. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 2: Procesos Químicos 16
ASIGNATURAS
SERVICIOS AUXILIARES
 Proporcionan al proceso distintos RECURSOS necesarios:
 Energéticos:
 Calefacción: vapor, humos de combustión, aceites térmicos …
 Refrigeración: agua de refrigeración, refrigerantes baja T …
 Trabajo mecánico: circuitos hidráulicos y neumáticos de
fuerza, electricidad para motores …
 Operativos:
 Transmisión de información: aire comprimido (control).
 Atmósferas controladas: gases inertes industriales.
 Seguridad:
 Agua contra incendios (para hidrantes).
 Aire medicinal.
 Refrigeración para enfriamiento súbito (reactores).
 No forman parte del NÚCLEO del proceso:
 (Pero si de los balances de materia y energía).
 Similares en muchos procesos distintos.
ENTRADA
S. AUX.
SALIDA
S. AUX.
ENTRADA
FLUIDO PROCESO
SALIDA
FLUIDO PROCESO
HORNO
FLUIDO FRÍO
FLUIDO CALIENTE

17. INTRODUCCIÓN
INICIO
DIAGRAMAS
CORRIENTES
OP. BÁSICAS
REACCIÓN
SERV. AUX.
Introducción a la Ingeniería Química UVa - 2: Procesos Químicos 17
ASIGNATURAS
•INTRODUCCIÓN
Procesos Químicos en la Industria. Materias primas,
productos, servicios auxiliares y efluentes. Balances de
Materia y Energía. Procesos continuos y batch.
•DIAGRAMAS DE PROCESO
Bloques
PFD ( Diagrama de Flujo )
Control e Instrumentación ( P & I )
Otros: en Planta, Isométricos, Constructivos …
•CORRIENTES
Características. Flujo. Equipo.
•OPERACIONES BÁSICAS
 Operaciones y unidades de proceso. Operaciones de
separación y otras. Equipo.
•PROCESOS DE REACCIÓN
Cinética, Equilibrio, Catalizadores y Conversión.
Energía. Reactores.
•SERVICIOS AUXILIARES
Energéticos. Operativos. Seguridad.
TEMA 1: PROCESOS QUÍMICOS
Introd. I.Q. 1º
Integ Energ 5º
Simulación 4º
Optimización 5º
Q.Industrial 5º
Tec. M.Ambiente 4º
Contaminación
(Varias op.) 4º,5º
Q.Industrial 5º
Simulación 4º
Optimización 5º
Serv.Auxiliares 5º
Proyectos 5º
P.Fin de Carr.
Introd. I.Q. 1º
Control Instr 5º
OB Flujos Fluidos 2º
Termo. Ap 3º
Op Separación I,II 4º,5º
Exp. Gráfica 1º
Materiales 3º
Diseño Equipos 5º
Diseño Equipos
Instalaciones 5º
Cinética Ap 3º
Q. Física 1º
Intro. Termo 2º
Termo. Ap 3º
Serv.Auxiliares 5º
Reactores Químicos 4º
Introd. I.Q. 1º
Introd. I.Q. 1º
Seguridad y Riesgos 5º
OB Trans Calor 3º
Tecnolog
Energetica 5º
Q. Física 1º
Orgánica1º
Inorgánica 1º
Tecnolog Electrica 3º