Operaciones de Separación de Transferencia de Materia II

Contenidos teóricos
 

Tema 1. Equilibrio líquido-líquido (disolventes parcialmente miscibles). Contacto discontinuo.

Generalidades. Equipos. Diseño: 1 etapa y multietapas con diversas configuraciones (disolvente nuevo en cada etapa y contracorriente). Extracción multicomponente.

Competencia/s asociada/s:

· Capacidad para comprender y aplicar los principios básicos de la transferencia de materia por contacto discontinuo a la operación de separación específica extracción LL.

· Ser capaz de resolver problemas de diseño y simulación de operaciones de extracción LL que operan por etapas.

· Capacidad para utilizar los simuladores comerciales para el cálculo de los equipos de separación que se utilizan en la extracción con disolventes, así como de analizar y discutir los resultados que proporcionan.

· Conocer las principales aplicaciones de la extracción LL por contacto discontinuo en la industria química, así como las posibilidades y nuevas tendencias de estos procesos.

· Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

· Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Tema 2. Absorción y extracción líquido-líquido (disolventes inmiscibles). Contacto discontinuo. 

Generalidades. Diseño: 1 etapa y multietapas con diversas configuraciones (disolvente nuevo en cada etapa y contracorriente). Ecuación de Kremser, Sounders y Brown. Caudal mínimo de absorbente o extractante.

Competencia/s asociada/s:

· Capacidad para comprender y aplicar los principios básicos de la transferencia de materia por contacto discontinuo a la operación de separación de absorción.

· Ser capaz de resolver problemas de diseño y simulación de operaciones de absorción (o extracción LL con disolventes totalmente inmiscibles) que operan por etapas.

· Capacidad para utilizar los simuladores comerciales para el cálculo de los equipos de absorción, así como de analizar y discutir los resultados que proporcionan.

· Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

· Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Tema 3. Diseño de operaciones de separación por contacto continuo: absorción y extracción LL.

Concepto de difusión. Difusión molecular. Estimación de coeficientes de difusión. Modelos para la transferencia de materia. Coeficientes de transferencia de materia individuales y globales. Velocidad de transferencia de materia. Medida experimental de coeficientes de transferencia de materia. Correlaciones empíricas para calcular los coeficientes de transferencia de materia. Deducción de las ecuaciones de diseño. Número de unidades de transferencia y altura de la unidad de transferencia. Altura equivalente a un plato teórico: correlaciones. Diseño de operaciones: Absorción y desorción (incluyendo caso no isotermo y con reacción química). Extracción líquido-líquido de mezclas ternarias.

Competencia/s asociada/s:

• Ser capaz de resolver problemas básicos de difusión.

• Capacidad para comprender y aplicar los principios básicos de la transferencia de materia en contacto continuo.

• Ser capaz de resolver problemas de diseño y simulación de operaciones de separación basadas en la transferencia de materia por contacto continuo.

• Capacidad para utilizar los simuladores comerciales para el cálculo de equipos de absorción por contacto continuo, así como de analizar y discutir los resultados que proporcionan.

• Conocer las principales aplicaciones de los procesos de separación por contacto continuo en la industria química, así como las posibilidades y nuevas tendencias de estos procesos.

• Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

• Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Tema 4. Diseño de columnas de relleno.

Columnas de relleno. Tipos de relleno. Límites de capacidad: anegamiento y bajo nivel de humectación. Parámetros hidráulicos del relleno: pérdida de presión y capacidad máxima de operación. Eficacia del relleno. Cálculo del diámetro de la columna. Elementos internos de la columna. Ejemplos de procesos industriales en los que las operaciones de separación por contacto continuo tienen un papel relevante.

Competencia/s asociada/s:

· Adquirir los conceptos básicos para comprender el funcionamiento de los distintos equipos que operan por contacto continuo, en los que se lleva a cabo las operaciones de separación basadas en la transferencia de materia.

· Aprender a calcular el diámetro de las columnas de relleno y los principales parámetros hidráulicos que se utilizan en los procesos de separación.

· Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

· Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Tema 5. Interacción aire-agua.
Aplicaciones. Representación de las propiedades del aire húmedo. Temperatura húmeda y de saturación adiabática. Diagrama de Mollier y carta psicrométrica. Operaciones de interacción aire-agua: humidificación y deshumidificación. Diseño de torres de enfriamiento y deshumidificación. Curva de Mickley. Equipos.

Competencia/s asociada/s:

·    Adquirir los conceptos básicos para saber interpretar y utilizar los distintos diagramas que se utilizan para representar las propiedades de un aire húmedo.

· Ser capaz de resolver problemas de simulación y de diseño de equipos y operaciones de separación basadas en la transferencia de materia y calor, en concreto aquellas basadas en la interacción aire-agua.

· Conocer las aplicaciones de este tipo de operaciones en la industria química e industrias relacionadas, así como las nuevas tendencias de estos procesos.

· Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

· Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Tema 6. Secado.
Equilibrio de sólidos húmedos. Cinética de secado. Influencia de las variables sobre la velocidad de secado. Mecanismo de secado. Período de velocidad de secado constante. Periodo de velocidad de secado decreciente. Diseño de secadores: intermitentes y continuos. Equipos industriales.

Competencia/s asociada/s:

· Adquirir los conceptos básicos para comprender el funcionamiento de los distintos equipos donde se llevan a cabo los procesos de secado.

· Ser capaz de resolver problemas de simulación y de diseño de los equipos que se utilizan en los procesos de secado.

· Conocer las aplicaciones de este tipo de operación en la industria química e industrias relacionadas, así como las posibilidades y nuevas tendencias de este proceso.

· Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

· Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Tema 7. Adsorción e intercambio iónico.
Naturaleza, tipos y propiedades de adsorbentes y resinas más utilizados. Aplicaciones. Consideraciones de equilibrio. Isotermas de adsorción. Modos de operación y recuperación de adsorbentes. Equipos de lecho móvil: contacto simple, múltiple con adsorbente nuevo en cada etapa y múltiple en contracorriente. Equipos de lecho fijo (percolación): curva de ruptura, velocidad de adsorción, lechos fijos ideales y reales.

Competencia/s asociada/s:

· Adquirir los conceptos básicos para comprender el funcionamiento de los distintos equipos de separación que operan en lecho fijo y en lecho móvil.

· Ser capaz de resolver problemas de simulación de este tipo de operaciones.

· Conocer las aplicaciones de estas operaciones en la industria química e industrias relacionadas, así como las posibilidades y nuevas tendencias de estos procesos.

· Saber adquirir y utilizar información bibliográfica y técnica referida a esta materia.

· Conocer la terminología inglesa empleada para describir los conceptos correspondientes a esta materia.

Contenidos prácticos

Práctica 1:Diseño de un equipo de extracción líquido-líquido (disolventes parcialmente miscibles) por contacto discontinuo.

Práctica 2: Diseño de una torre de absorción por contacto discontinuo.

Práctica 3: Diseño de una torre de absorción por contacto continuo.

Práctica 4: Simulación de una columna de enfriamiento de agua (I)

Práctica 5: Simulación de una columna de enfriamiento de agua (II)

Práctica 6: Diseño de un secadero adiabático.

Práctica 7: Simulación de un proceso de adsorción en lecho fijo.