Nombre: SIMULACIÓN APLICADA A PROCESOS QUÍMICOS
Código: 252101008
Carácter: Obligatoria
ECTS: 3
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 1º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: ALACID CÁRCELES, MERCEDES
Área de conocimiento: Ingeniería Química
Departamento: Ingeniería Química y Ambiental
Teléfono: 968325551
Correo electrónico: mercedes.alacid@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 15:30 / 18:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
jueves - 11:00 / 14:30
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo mercedes.alacid@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Química en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1995
Categoría profesional: Profesora Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 6
Nº de sexenios: 3 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: ALACID CÁRCELES, MERCEDES
Área de conocimiento: Ingeniería Química
Departamento: Ingeniería Química y Ambiental
Teléfono: 968325551
Correo electrónico: mercedes.alacid@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 15:30 / 18:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
jueves - 11:00 / 14:30
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo mercedes.alacid@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Química en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1995
Categoría profesional: Profesora Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 6
Nº de sexenios: 3 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB6 ]. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
[CB8 ]. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
[CG05 ]. Conocimiento para aplicar las capacidades técnicas y gestoras de actividades de I+D+i dentro de su ámbito
[CG18 ]. Conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de métodos matemáticos, analíticos y numéricos de la ingeniería, mecánica de fluidos, mecánica de medios continuos, cálculo de estructuras, carboquímica, petroquímica y geotecnia.
[AF1 ]. Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de ingeniería, desde el planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la Ingeniería de Minas.
[AF2 ]. Conocimiento adecuado de aspectos científicos y tecnológicos de mecánica de fluidos, mecánica de medios continuos, cálculo de estructuras, geotecnia, carboquímica y petroquímica.
[T2 ]. Trabajar en equipo
[T4 ]. Utilizar con solvencia los recursos de información
R01 Manejar correctamente software de simulación de procesos químicos en estado estacionario.
R02 Aplicar técnicas de análisis de sensibilidad de las variables operativas de los procesos.
R03 Aplicar las bases teóricas para la estimación de propiedades físico-químicas de las sustancias que intervienen en un proceso químico y relacionarlas con los métodos de estimación disponibles.
R04 Localizar, analizar y seleccionar la información precisa para desarrollar su actividad profesional/investigadora.
R05 Integrar, dinamizar y liderar equipos de trabajo, que pueden ser interdisciplinares o usar herramientas de comunicación virtual, para alcanzar los objetivos marcados
Criterios generales para el diseño de procesos químicos. Fundamentos de la simulación de procesos. Análisis de sensibilidad mediante simulación de Procesos Químicos. Estimación de propiedades físico-químicas. Aplicaciones en el campo de la carboquímica y petroquímica.
Simulación Aplicada a Procesos Químicos
Tema 1. Criterios generales para el diseño de procesos químicos.
Fases en el desarrollo del diseño. Justificación documental, definición del proceso,
ámbito de aplicación y aspectos de diseño. Tipos de Diseño.
Tema 2. Fundamentos de la Simulación de Procesos.
Modelos matemáticos. Métodos de resolución de modelos. Análisis Global de
sistemas.
Tema 3. Estimación de propiedades físico químicas.
Diagramas de equilibrio. Curvas de residuos. Estimación de condiciones de
equilibrio mediante ecuaciones de estado y mediante coeficientes de actividad.
Etapas del método de estimación de propiedades físicas. Estimación de entalpías.
Tema 4. Simulación de procesos químicos mediante computador. Simulación de procesos de la industria petroquímica. Simuladores comerciales.
Práctica 1. Manejo básico del software de simulación Chemcad
Identificación de datos en menús y búsqueda de parámetros. 2 horas
Práctica 2. Presentación gráfica de diagramas de flujo
2 horas. Construcción de distintos diagramas de proceso incluyendo especificación de corrientes de proceso y manejo de bases de datos de componentes. 2 horas
Práctica 3. Modelos termodinámicos y diagramas de equilibrio
Selección de modelos termodinámicos óptimos para la simulación de las propiedades fisicoquímicas, construcción de diagramas de equilibrio y obtención de las propiedades físicas. Obtención de parámetros de interacción binaria a partir de datos bibliográficos. 2 horas
Práctica 4. Obtención e interpretación de diagramas de curvas de residuos en mezclas ternarias.
Los alumnos obtienen diagramas de residuos con Chemcad y aprenden a interpretarlos para su utilización en equipos de destilación de mezclas de más de dos componentes. 2 h
Práctica 5. Simulación de unidades de proceso
Simulación de unidades de proceso: Reactores Químicos, Columnas de absorción, extracción y destilación, y diseño de intercambiadores de calor. 4 horas
Práctica 6. Optimización de procesos
Sobre un proceso propuesto se desarrollarán varias propuestas de optimización mediante realización de análisis de sensibilidad. 2 horas
Práctica 7. Simulación de un proceso de refino
Los estudiantes, a partir de los datos de un crudo comercial, simularán su curva de destilación mediante el uso de pseudocomponentes y simularán de forma sencilla una operación de refino en la que tratarán de separar diferentes fracciones del mismo. 2 horas.
Práctica 8. Simulación de un proceso completo
Los estudiantes seleccionarán un proceso de entre los suministrados por el profesorado y realizará una simulación completa del mismo, incluyendo: selección de modelos termodinámicos para cálculos de equilibrio de fases y entalpía; utilización de datos bibliográficos; especificación de operaciones unitarias; análisis de errores y avisos; visualización de resultados; informe y representación gráfica. 4 horas.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Simulation applied to chemical processes
Unit 1. General criteria for chemical process simulation.
Stages in design development. Documentation and references, process definition, scope and
design aspects. Types of design.
Unit 2. Process simulation fundamentals.
Mathematical models. Methods for model resolution. Global analysis of systems.
Unit 3. Estimation of physicochemical properties.
Equilibrium diagrams. Residue curves. Estimation of equilibrium conditions using
equations of state and activity coefficients. Stages for physicochemical properties
estimation methods. Enthalphy estimation.
Unit 4. Computer aided chemical process simulation. Petrochemical industry process simulation. Commercial simulators.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Desarrollo en el aula de los contenidos teóricos necesarios para el conocimiento del diseño de procesos químicos y de los modelos termodinámicos que se aplican para simular las propiedades de los distintos estados de la materia.
7
100
Clase en aula de informática: prácticas.
Clases prácticas en aula de informática con un simulador comercial. Se simularán distintos procesos, preferentemente de la industria petroquímica y carboquímica. Se aplicarán estudios de sensibilidad para tratar de optimizarlos y se enseñará la forma de obtener datos de propiedades fisicoquímicas y de discriminar los modelos termodinámicos aplicables.
20
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Los alumnos, de forma individual o asociados en distintos grupos, deberán preparar uno o varios trabajos de simulación procesos químicos o partes del mismo. Para ello, deberán documentarse sobre procesos existentes en bases de datos de patentes, plantear diferentes alternativas al proceso, seleccionar la que consideren mejor en base a análisis de eficiencia, mediambientales, económicas, etc.
El alumno podrá presentarse a un examen final de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura, que consistirá en una simulación de un proceso y preguntas relacionadas con la misma.
3
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final).
Los alumnos, de forma individual o asociados en distintos grupos, deberán preparar uno o varios trabajos de simulación procesos químicos o partes del mismo. Para ello, deberán documentarse sobre procesos existentes en bases de datos de patentes, plantear diferentes alternativas al proceso, seleccionar la que consideren mejor en base a análisis de eficiencia, mediambientales, económicas, etc.
El alumno podrá presentarse a un examen final de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura, que consistirá en una simulación de un proceso y preguntas relacionadas con la misma.
3
100
Tutorías.
Resolución de dudas sobra los trabajos de simulación planteados en clase.
2
0
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Preparación de los trabajos individuales o en grupo y estudio de los contenidos de la asignatura.
55
0
Exámenes (orales o escritos).
Los exámenes constarán de una parte teórica con preguntas cortas o de opción múltiple sobre diseño de procesos y modelos termodinámicos de las propiedades fisicoquímicas de la materia. (20% del examen). La parte práctica consistirá en la simulación de un proceso químico con unas especificaciones de productos determinadas. Las tomas de decisiones sobre el diseño de los equipos se harán en base a los datos de equilibrio entre fases que se generen con el simulador. Se aplicarán también técnicas de análisis de sensibilidad en alguno de los equipos presentes en el proceso. (80% del examen). Se evalúan los resultados del aprendizaje R01, R02 y R03.
20 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo.
Se calificará el/los trabajo/s de simulación realizado/s de forma individual o en grupo mediante una rúbrica en la que se tendrán en cuenta los siguientes aspectos: búsqueda bibliográfica de los procesos y las propiedades de las sustancias; análisis de los modelos termodinámicos factibles de utilización y de los resultados de propiedades que proporcionan, y comparación con las propiedades encontradas en la revisión bibliográfica; análisis de sensibilidad realizados y discusión de resultados obtenidos; consideraciones de ahorro energético y medioambientales realizadas; claridad en la exposición del trabajo; distribución de las tareas dentro del grupo; nivel de comprensión del trabajo conseguido por todos los integrantes del grupo. Se evalúan los resultados del aprendizaje R01, R02, R03, R04 y R05.
75 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo.
Evaluación de la participación activa y actitud de los alumnos en las clases prácticas de la asignatura.
5 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.).
No se evalúa este apartado
0 %
Exámenes (orales o escritos).
Los exámenes constarán de una parte teórica con preguntas cortas o de opción múltiple sobre diseño de procesos y modelos termodinámicos de las propiedades fisicoquímicas de la materia. (20% del examen). La parte práctica consistirá en la simulación de un proceso químico con unas especificaciones de productos determinadas. Las tomas de decisiones sobre el diseño de los equipos se harán en base a los datos de equilibrio entre fases que se generen con el simulador. Se aplicarán también técnicas de análisis de sensibilidad en alguno de los equipos presentes en el proceso. (80% del examen). Se evaluarán los resultados del aprendizaje R01, R02 y R03.
40 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo.
Evaluación de algunos de los trabajos propuestos durante el curso individuales y en grupo. La ponderación de los trabajos es del 60%. Los alumnos tendrán la posibilidad de volver a presentar los trabajos si consideran que han obtenido una calificación insuficiente en la evaluación continua. Se evalúan los resultados del aprendizaje R01, R02, R03, R04 y R05.
60 %
Los alumnos tienen la posibilidad de evaluar su nivel de aprendizaje gracias al simulador de
procesos. El funcionamiento propio del simulador empleado, junto con las indicaciones del
profesorado de la asignatura se espera que constituyan una herramienta muy eficaz para el
autoaprendizaje de los alumnos.
Autor: Turton, Richard
Título: Analysis, synthesis, and design of chemical processes
Editorial: Prentice Hall, Pearson Education International,
Fecha Publicación: 2012
ISBN: 9780132618120
Autor: Sinnott, Ray
Título: Diseño en ingeniería química
Editorial: Reverté,
Fecha Publicación: 2012
ISBN: 9788429171990
Autor: Seider, Warren D.
Título: Product and process design principles synthesis, analysis and evaluation
Editorial: John Wiley & Sons,
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9780470048955
Autor: Puigjaner, Luis
Título: Estrategias de modelado, simulación y optimización de procesos químicos
Editorial: Síntesis
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 8497564049
Autor: Seider, W. D.
Título: Product and process design principles, synthesis, analysis and evaluation
Editorial: John Wiley
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9780470048955
Autor: DAUBERT, T.E. and DANNERT, R.P.
Título: Physical and thermodynamic properties of pure chemicals data compilation.
Editorial: Taylor & Francis
Fecha Publicación:
ISBN: 0891169482
https://www.chemstations.com/content/documents/CHEMCAD_6_User_Guide_-_online.pdf
TURTON, R. Analysis, synthesis, and design of chemical processes. New York: PrenticeHall, 2012. ISBN 9780132618120
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=216867{CKEY}&s
earchfield1=GENERAL^SUBJECT^GENERAL^^&user_id=WEBSERVER
SEIDER, W.D. Product and process design principles, synthesis, analysis and evaluation.
John Wiley, 2010. ISBN 9780470048955
Libro disponible en la biblioteca de la UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=216684{CKEY}&s
earchfield1=GENERAL^SUBJECT^GENERAL^^&user_id=WEBSERVER
SINNOTT, R. & TOWLER, G. Diseño en ingeniería química. Ed. Reverté, Barcelona 2012.
ISBN 9788429171990.
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=215430{CKEY}&s
earchfield1=GENERAL^SUBJECT^GENERAL^^&user_id=WEBSERVER
DAUBERT, T.E. and DANNERT, R.P., Physical and thermodynamic properties of pure
chemicals data compilation. ISBN 0891169482
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=134561{CKEY}&s
earchfield1=GENERAL^SUBJECT^GENERAL^^&user_id=WEBSERVER
PUIGJANER, L., OLLERO, P., DE PRADA, C., JIMÉNEZ, L. Estrategias de modelado,
simulación y optimización de procesos. 2006. ISBN 8497564049
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=154037{CKEY}&s
earchfield1=GENERAL^SUBJECT^GENERAL^^&user_id=WEBSERVER
Nombre: SIMULACIÓN APLICADA A PROCESOS QUÍMICOS
Código: 252101008
Carácter: Obligatoria
ECTS: 3
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 1º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Semipresencial
Nombre y apellidos: ALACID CÁRCELES, MERCEDES
Área de conocimiento: Ingeniería Química
Departamento: Ingeniería Química y Ambiental
Teléfono: 968325551
Correo electrónico: mercedes.alacid@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 15:30 / 18:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
jueves - 11:00 / 14:30
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo mercedes.alacid@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Química en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1995
Categoría profesional: Profesora Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 6
Nº de sexenios: 3 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: ALACID CÁRCELES, MERCEDES
Área de conocimiento: Ingeniería Química
Departamento: Ingeniería Química y Ambiental
Teléfono: 968325551
Correo electrónico: mercedes.alacid@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 15:30 / 18:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
jueves - 11:00 / 14:30
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Despacho Nº29
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo mercedes.alacid@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Química en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1995
Categoría profesional: Profesora Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 6
Nº de sexenios: 3 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB6 ]. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
[CB8 ]. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
[CG05 ]. Conocimiento para aplicar las capacidades técnicas y gestoras de actividades de I+D+i dentro de su ámbito
[CG18 ]. Conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de métodos matemáticos, analíticos y numéricos de la ingeniería, mecánica de fluidos, mecánica de medios continuos, cálculo de estructuras, carboquímica, petroquímica y geotecnia.
[AF1 ]. Capacidad para abordar y resolver problemas matemáticos avanzados de ingeniería, desde el planteamiento del problema hasta el desarrollo de la formulación y su implementación en un programa de ordenador. En particular, capacidad para formular, programar y aplicar modelos analíticos y numéricos avanzados de cálculo, proyecto, planificación y gestión, así como capacidad para la interpretación de los resultados obtenidos, en el contexto de la Ingeniería de Minas.
[AF2 ]. Conocimiento adecuado de aspectos científicos y tecnológicos de mecánica de fluidos, mecánica de medios continuos, cálculo de estructuras, geotecnia, carboquímica y petroquímica.
[T2 ]. Trabajar en equipo
[T4 ]. Utilizar con solvencia los recursos de información
R01 Manejar correctamente software de simulación de procesos químicos en estado estacionario.
R02 Aplicar técnicas de análisis de sensibilidad de las variables operativas de los procesos.
R03 Aplicar las bases teóricas para la estimación de propiedades físico-químicas de las sustancias que intervienen en un proceso químico y relacionarlas con los métodos de estimación disponibles.
R04 Localizar, analizar y seleccionar la información precisa para desarrollar su actividad profesional/investigadora.
R05 Integrar, dinamizar y liderar equipos de trabajo, que pueden ser interdisciplinares o usar herramientas de comunicación virtual, para alcanzar los objetivos marcados
Criterios generales para el diseño de procesos químicos. Fundamentos de la simulación de procesos. Análisis de sensibilidad mediante simulación de Procesos Químicos. Estimación de propiedades físico-químicas. Aplicaciones en el campo de la carboquímica y petroquímica.
Simulación Aplicada a los Procesos Químicos
Tema 1. Criterios generales para el diseño de procesos químicos. Fases en el desarrollo del diseño. Justificación documental, definición del proceso, ámbito de aplicación y aspectos de diseño. Tipos de Diseño.
Tema 2. Fundamentos de la Simulación de Procesos. Modelos matemáticos. Métodos de resolución de modelos. Análisis Global de sistemas.
Tema 3. Estimación de propiedades físico químicas. Diagramas de equilibrio. Curvas de residuos. Estimación de condiciones de equilibrio mediante ecuaciones de estado y mediante coeficientes de actividad. Etapas del método de estimación de propiedades físicas. Estimación de entalpías.
Tema 4. Simulación de procesos químicos mediante computador. Simulación de procesos de la industria petroquímica. Simuladores comerciales.
Práctica 1. Manejo básico del software de simulación Chemcad
Identificación de datos en menús y búsqueda de parámetros. 2 horas
Práctica 2. Presentación gráfica de diagramas de flujo.
Construcción de distintos diagramas de proceso incluyendo especificación de corrientes de proceso y manejo de bases de datos de componentes. 2 horas
Práctica 3. Modelos termodinámicos y diagramas de equilibrio
Selección de modelos termodinámicos óptimos para la simulación de las propiedades fisicoquímicas, construcción de diagramas de equilibrio y obtención de las propiedades físicas. Obtención de parámetros de interacción binaria a partir de datos bibliográficos. 2 horas
Práctica 4. Obtención e interpretación de diagramas de curvas de residuos en mezclas ternarias.
Los alumnos obtendrán diagramas de residuos con Chemcad y aprenderán a interpretarlos para su utilización en equipos de destilación de mezclas de más de dos componentes. 2 h
Práctica 5. Simulación de unidades de proceso
Simulación de unidades de proceso: Reactores Químicos, Columnas de absorción, extracción y destilación, y diseño de intercambiadores de calor. 4 horas
Práctica 6. Optimización de procesos
Sobre un proceso propuesto se desarrollarán varias propuestas de optimización mediante realización de análisis de sensibilidad. 2 horas
Práctica 7. Simulación de un proceso de refino
A partir de los datos de un crudo, los estudiantes realizarán la simulación de refino de un crudo. En primer lugar harán una simulación de la corriente de crudo mediante el uso de pseudocomponentes, para, a continuación, tratar de realizar un fraccionamiento del mismo. 2 horas.
Práctica 8. Simulación de un proceso completo
Los estudiantes seleccionarán un proceso de entre los suministrados por el profesorado y realizará una simulación completa del mismo, incluyendo: selección de modelos termodinámicos para cálculos de equilibrio de fases y entalpía; utilización de datos bibliográficos; especificación de operaciones unitarias; análisis de errores y avisos; visualización de resultados; informe y representación gráfica. 4 horas.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Simulation applied to chemical processes
Unit 1. General criteria for chemical process simulation. Stages in design development. Documentation and references, process definition, scope and design aspects. Types of design.
Unit 2. Process simulation fundamentals. Mathematical models. Methods for model resolution. Global analysis of systems.
Unit 3. Estimation of physicochemical properties. Equilibrium diagrams. Residue curves. Estimation of equilibrium conditions using equations of state and activity coefficients. Stages for physicochemical properties estimation methods. Enthalphy estimation.
Unit 4. Computer aided chemical process simulation. Petrochemical industry process simulation. Commercial simulators.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Desarrollo en clase destreaming de los contenidos teóricos necesarios para el conocimiento del diseño de procesos químicos y de los modelos termodinámicos que se aplican para simular las propiedades de los distintos estados de la materia.
7
14
Clase en aula de informática: prácticas.
Clases prácticas en aula de informática con un simulador comercial. Se simularán distintos procesos, preferentemente de la industria petroquímica y carboquímica. Se aplicarán estudios de sensibilidad para tratar de optimizarlos y se enseñará la forma de obtener datos de propiedades fisicoquímicas y de discriminar los modelos termodinámicos aplicables.
20
40
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Los alumnos, de forma individual o en grupo, deberán preparar varios trabajos de simulación procesos químicos o partes del mismo. Para ello, deberán documentarse sobre procesos existentes en bases de datos de patentes, plantear diferentes alternativas al proceso, seleccionar la que consideren mejor en base a análisis de eficiencia, mediambientales, económicas, etc
El alumno deberá presentarse a un examen final de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura, que consistirá en preguntas sobre la teoría y en simulaciones de procesos o equipos y preguntas relacionadas con las mismas.
3
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final).
Los alumnos, de forma individual o en grupo, deberán preparar varios trabajos de simulación procesos químicos o partes del mismo. Para ello, deberán documentarse sobre procesos existentes en bases de datos de patentes, plantear diferentes alternativas al proceso, seleccionar la que consideren mejor en base a análisis de eficiencia, mediambientales, económicas, etc.
El alumno deberá presentarse a un examen final de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura, que consistirá en preguntas sobre la teoría y en simulaciones de procesos o equipos y preguntas relacionadas con las mismas.
3
100
Tutorías.
Resolución de dudas sobre los trabajos de simulación planteados en clase.
2
0
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Realización de los trabajos encargados y estudio de los contenidos de la asignatura.
55
0
Exámenes (orales o escritos).
Los exámenes constarán de una parte teórica con preguntas cortas o de opción múltiple sobre diseño de procesos y modelos termodinámicos de las propiedades fisicoquímicas de la materia. (20% del examen). La parte práctica consistirá en ejercicios de simulación de un proceso químico con unas especificaciones de productos determinadas. Las tomas de decisiones sobre el diseño de los equipos se harán en base a los datos de equilibrio entre fases que se generen con el simulador. Se aplicarán también técnicas de análisis de sensibilidad en alguno de los equipos presentes en el proceso. (80% del examen). Se evalúan los resultados del aprendizaje R01, R02 y R03.
20 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo.
Se calificará el/los trabajo/s de simulación realizado/s de forma individual o en grupo mediante una rúbrica en la que se tendrán en cuenta los siguientes aspectos: búsqueda bibliográfica de los procesos y las propiedades de las sustancias; análisis de los modelos termodinámicos factibles de utilización y de los resultados de propiedades que proporcionan, y comparación con las propiedades encontradas en la revisión bibliográfica; análisis de sensibilidad realizados y discusión de resultados obtenidos; consideraciones de ahorro energético y medioambientales realizadas; claridad en la exposición del trabajo; distribución de las tareas dentro del grupo; nivel de comprensión del trabajo conseguido por todos los integrantes del grupo. Se evalúan los resultados del aprendizaje R01, R02, R03, R04 y R05.
75 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo.
Evaluación de la participación activa y actitud de los alumnos en las clases prácticas de la asignatura.
5 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.).
No se utiliza esta herramienta como método de evaluación
0 %
Exámenes (orales o escritos).
Los exámenes constarán de una parte teórica con preguntas cortas o de opción múltiple sobre diseño de procesos y modelos termodinámicos de las propiedades fisicoquímicas de la materia. (20% del examen). La parte práctica consistirá en la simulación de un proceso químico con unas especificaciones de productos determinadas. Las tomas de decisiones sobre el diseño de los equipos se harán en base a los datos de equilibrio entre fases que se generen con el simulador. Se aplicarán también técnicas de análisis de sensibilidad en alguno de los equipos presentes en el proceso. (80% del examen). Se evaluarán los resultados del aprendizaje R01, R02 y R03.
40 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo.
Evaluación de algunos de los trabajos propuestos durante el curso individuales y en grupo. La ponderación de los trabajos es del 60%. Los alumnos tendrán la posibilidad de volver a presentar los trabajos si consideran que han obtenido una calificación insuficiente en la evaluación continua. Se evalúan los resultados del aprendizaje R01, R02, R03, R04 y R05.
60 %
Los alumnos tienen la posibilidad de evaluar su nivel de aprendizaje gracias al simulador de procesos. El funcionamiento propio del simulador empleado, junto con las indicaciones del profesorado de la asignatura se espera que constituyan una herramienta muy eficaz para el autoaprendizaje de los alumnos.
Autor: Turton, Richard
Título: Analysis, synthesis, and design of chemical processes
Editorial: Prentice Hall, Pearson Education International,
Fecha Publicación: 2012
ISBN: 9780132618120
Autor: Sinnott, Ray
Título: Diseño en ingeniería química
Editorial: Reverté,
Fecha Publicación: 2012
ISBN: 9788429171990
Autor: Seider, Warren D.
Título: Product and process design principles synthesis, analysis and evaluation
Editorial: John Wiley & Sons,
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9780470048955
Autor: Puigjaner, Luis
Título: Estrategias de modelado, simulación y optimización de procesos químicos
Editorial: Síntesis
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 8497564049
Autor: Seider, W. D.
Título: Product and process design principles, synthesis, analysis and evaluation.
Editorial: John Willey
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9780470048955
Autor: DAUBERT, T.E. and DANNERT, R.P.
Título: Physical and thermodynamic properties of pure chemicals data compilation..
Editorial: Taylor & Francis.
Fecha Publicación:
ISBN: 0891169482
https://www.chemstations.com/content/documents/CHEMCAD_6_User_Guide_-_online.pdf
TURTON, R. Analysis, synthesis, and design of chemical processes. New York: PrenticeHall, 2012.
ISBN 9780132618120
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=216867{CKEY}&s
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SEIDER, W.D. Product and process design principles, synthesis, analysis and evaluation.
John Wiley, 2010. ISBN 9780470048955
Libro disponible en la biblioteca de la UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=216684{CKEY}&s
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SINNOTT, R. & TOWLER, G. Diseño en ingeniería química. Ed. Reverté, Barcelona 2012.
ISBN 9788429171990.
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=215430{CKEY}&s
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DAUBERT, T.E. and DANNERT, R.P., Physical and thermodynamic properties of pure
chemicals data compilation. ISBN 0891169482
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=134561{CKEY}&s
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SIMULACIÓN APLICADA A PROCESOS QUÍMICOS
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE MINAS Página | 12
PUIGJANER, L., OLLERO, P., DE PRADA, C., JIMÉNEZ, L. Estrategias de modelado,
simulación y optimización de procesos. 2006. ISBN 8497564049
Libro disponible en biblioteca UPCT:
http://unicorn.bib.upct.es/uhtbin/cgisirsi/x/0/0/57/5/3?searchdata1=154037{CKEY}&s
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