Máster en Procesos Químicos Industriales y Desarrollo Científico Aplicado

MÓDULO 1. INICIACIÓN A LA QUÍMICA INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA 1. CAMINO A LA QUÍMICA INDUSTRIAL: RETOS Y OPORTUNIDADES La importancia de la química Química verde La industria de la química por sectores Desafíos de la química industrial Seguridad de la industria química y su regulación ambiental UNIDAD DIDÁCTICA 2. GENERALIDADES DE LA QUÍMICA INDUSTRIAL La industria química y la química industrial El desarrollo de la industria química La industria de la Química en España Utilización de materias primas: renovables y no renovables La contaminación ambiental Tiempo de reserva El reciclaje como solución al reto del consumo El proceso productivo Producción mundial de materia no renovable UNIDAD DIDÁCTICA 3. LA INDUSTRIA Y EL USO DE ENERGÍA La energía en procesos industriales Recursos energéticos Sostenibilidad de la energía en la industria química MÓDULO 2. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA QUÍMICA INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA 1. PRODUCTOS, PROCESOS Y SERVICIOS Preparación y tratamiento de materias primeras y productos químicos Identificación y transporte de productos químicos Almacenaje de productos químicos Identificación y control de productos químicos Aseguramiento de la calidad Sistemas de gestión de la calidad Inspecciones y ensayos para el control de la calidad Muestreo para el control de la calidad UNIDAD DIDÁCTICA 2. OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESO QUÍMICO Operaciones básicas o unitarias Operación unitaria. Reacción química Concepto de reacción química Ecuaciones químicas Variables de la reacción química: Presión, Temperatura y Concentración Clases de reacciones químicas UNIDAD DIDÁCTICA 3. PROCESAMIENTO DE MATERIALES SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES Extracción Destilación y rectificación Sedimentación. Decantación. Centrifugación Absorción. Desorción o Stripping Cristalización Humidificación. Secado. Liofilización Filtrado y Osmosis inversa Molienda y tamizado Agitación y mezcla Transporte de fluidos Transporte de sólidos UNIDAD DIDÁCTICA 4. SERVICIOS AUXILIARES DE PROCESO QUÍMICO Preparación y puesta a punto de instalaciones y equipos auxiliares Operaciones básicas de mantenimiento de los equipos e instalaciones UNIDAD DIDÁCTICA 5. OPERACIONES DE PROCESO EN PLANTA QUÍMICA Características de los procesos de producción químicos industriales Operaciones necesarias para la preparación de máquinas y equipos Distribución de materiales Conducción del proceso de producción Envasado de materias químicas y productos UNIDAD DIDÁCTICA 6. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL Puesta en marcha y parada de equipos Variables de Proceso Químico, terminología y control. Simbología Parámetros de control de un proceso químico industrial Medida de las variables de control Válvulas de control Sistemas y paneles de control Equipos de medida Técnicas de regulación MÓDULO 3. INGENIERÍA DE LOS PROCESOS Y PRODUCTOS QUÍMICOS UNIDAD DIDÁCTICA 1. LA INDUSTRIA QUÍMICA Conceptos básicos en industria química Evolución de los productos químicos y de los procesos de fabricación Ejemplos característicos de la industria química Materias primas y energía Diseño de reactores químicos UNIDAD DIDÁCTICA 2. DISEÑO DE PROCESOS Y PRODUCTOS QUÍMICOS Introducción al diseño de un proceso químico industrial Estudio de viabilidad: técnica y económica Procesos de escalado Diagramas de procesos UNIDAD DIDÁCTICA 3. PREPARACIÓN Y TRATAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS QUÍMICOS Materias primas Almacenamiento y transporte de productos químicos Documentación UNIDAD DIDÁCTICA 4. ANÁLISIS Y SIMULACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS Introducción al análisis y simulación de procesos Etapas en el desarrollo de un modelo para simulación Clasificación de los métodos de simulación Softwares de simulación comerciales Optimización de los procesos Métodos de optimización UNIDAD DIDÁCTICA 5. CONTROL Objetivos de control. Introducción y características del proceso Las técnicas de control Interpretación de planos y esquemas de instrumentos y lazos de control local Señales digitales Aplicaciones del control en la industria química. Esquemas típicos de control UNIDAD DIDÁCTICA 6. SEGURIDAD EN EL ALMACÉN DE PRODUCTOS QUÍMICOS Introducción a conceptos básicos Instalaciones de seguridad Operaciones y mantenimiento Revisiones periódicas UNIDAD DIDÁCTICA 7. CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS DE SEGURIDAD E HIGIENE Y MEDIOAMBIENTALES Los trabajos con productos químicos: tipos de productos, vías de penetración, efectos, protección Pictogramas: información pictogramas, peligros físicos, peligros para la salud, peligros para el medioambiente Fichas de seguridad: palabras de advertencia, indicaciones de peligro, consejos de prudencia, análisis de las 16 secciones Medidas preventivas: EPIs, Condiciones de almacenamiento Actuaciones en casos de emergencias Aspectos e impactos ambientales: identificación y minimización MÓDULO 4. BASES DE LA INGENIERIA EN PLANTAS QUÍMICAS UNIDAD DIDÁCTICA 1. FUNDAMENTOS DE LAS OPERACIONES Y PROCESOS INDUSTRIALES Material volumétrico utilizado en laboratorio Reacciones ácido-base. Neutralización Hidrólisis de sales Carácter reductor de los metales Reacciones de precipitación Reacciones de oxidación-reducción (REDOX) Agentes oxidantes y reductores Estequiometría de las reacciones en disolución acuosa y valoraciones UNIDAD DIDÁCTICA 2. BALANCES DE MATERIA Principio de conservación Tipos de operaciones y procesos industriales Balances de materia Balances de materia en sistemas sin reacción química y estado estacionario Balances de materia en sistemas con reacción química y estado estacionario UNIDAD DIDÁCTICA 3. BALANCES DE ENERGÍA Formas de energía Balances de energía en sistemas cerrados Balances de energía en sistemas abiertos El vapor de agua Diagrama presión-temperatura Termodinámica del vapor saturado Vapor húmedo Vapor recalentado Balances entálpicos en sistemas con reacciones químicas Ley de Hess UNIDAD DIDÁCTICA 4. ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LA CIRCULACIÓN DE FLUIDOS Origen y deducción de la ecuación de Bernouilli Cuantificación del rozamiento (pérdidas de carga) Ecuación de Hagen-Poiseuille Ecuación de Fanning UNIDAD DIDÁCTICA 5. INTERACCIÓN SÓLIDO-FLUIDO Circulación de fluidos por conducciones Dinámica de partículas en el seno de un fluido Regimen laminar Regimen de transición Régimen turbulento Operaciones de separación sólido-fluido UNIDAD DIDÁCTICA 6. TRANSMISIÓN DE CALOR Conducción Convección Radiación Cambiadores de calor UNIDAD DIDÁCTICA 7. TRANSFERENCIA DE MATERIA ENTRE FASES Coeficientes de transferencia de materia Operaciones de separación de mezclas Mezclas coloidales UNIDAD DIDÁCTICA 8. INTRODUCCIÓN AL CONTROL DE PROCESOS QUÍMICOS Un ejemplo simple de control Definiciones y conceptos básicos relativos a los sistemas de control de procesos Señales e instrumentos de un sistema de control de procesos Técnicas y niveles de control de procesos Diseño del sistema de control para plantas de proceso (plantwide control) MÓDULO 5. DINÁMICA DE PROCESOS. MODELIZACIÓN Y ANÁLISIS UNIDAD DIDÁCTICA 1. MODELIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DINÁMICO DE PROCESOS QUÍMICOS Consideraciones generales acerca del modelado matemático de procesos químicos Ecuaciones de conservación y tipos de modelos Las ecuaciones de conservación en la formulación de modelos de parámetros globalizados Las ecuaciones de conservación en la formulación de modelos de parámetros distribuidos Ejemplos de modelos dinámicos de procesos químicos UNIDAD DIDÁCTICA 2. ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DE PROCESOS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO Linealización de modelos dinámicos de procesos químicos Sistemas lineales de primer orden Sistemas de segundo orden Sistemas de orden superior Uso de MATLAB para generar y representar funciones del tiempo UNIDAD DIDÁCTICA 3. ANÁLISIS DINÁMICO EN EL DOMINIO DE LAPLACE: FUNCIONES DE TRANSFERENCIA La transformada de Laplace Resolución de ecuaciones diferenciales lineales Funciones de transferencia y modelos entrada-salida Análisis cualitativo del comportamiento dinámico de un sistema y concepto de estabilidad Diagramas de bloques Reducción de modelos de función de transferencia UNIDAD DIDÁCTICA 4. ANÁLISIS DINÁMICO EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA: RESPUESTA FRECUENCIAL Respuesta en frecuencia Respuesta en frecuencia de sistemas constituidos por varias funciones de transferencia en serie Sistemas de fase no mínima UNIDAD DIDÁCTICA 5. ANÁLISIS DINÁMICO DE LAZOS DE REALIMENTACIÓN Y CONTROLABILIDAD DE PROCESOS Justificación del control por realimentación Criterios de estabilidad en lazo cerrado Diseño de controladores de realimentación Análisis de controlabilidad de procesos UNIDAD DIDÁCTICA 6. Modelos dinámicos empíricos para control de procesos Metodología general El método de la curva de reacción Identificación de procesos Observaciones finales y conclusiones MÓDULO 6. CONTROL DE PROCESOS UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONTROL POR REALIMENTACIÓN: CONTROLADORES PID Instrumentación de un lazo simple de control Controladores analógicos PID Controladores digitales Selección de las acciones de control UNIDAD DIDÁCTICA 2. CONTROL REGULATORIO AVANZADO Introducción Control en cascada Control anticipativo Control selectivo o control con restricciones Control de gama partida UNIDAD DIDÁCTICA 3. CONTROL BASADO EN MODELOS Introducción Control IMC (Internal Model Control) Compensador de tiempos muertos o Predictor de Smith Sintonización IMC de controladores PI o PID de realimentación UNIDAD DIDÁCTICA 4. CONTROL DE PROCESOS MULTIVARIABLES Introducción Descripción de un sistema multivariable Evaluación de las interacciones Emparejamiento entre variables controladas y manipuladas Sintonización de los controladores en un sistema multivariable descentralizado Desacoplamiento Desacoplamiento por inversión del modelo UNIDAD DIDÁCTICA 5. CONTROL PREDICTIVO BASADO EN MODELO (MPC) Introducción Características básicas del Control Predictivo Basado en Modelos Modelo de predicción del comportamiento del proceso Control DMC Control MPC de una columna de fraccionamiento Sistemas comerciales de control predictivo UNIDAD DIDÁCTICA 6. CONTROL A ESCALA DE PLANTA Introducción Descripción del problema de control a escala de planta Control del inventario en plantas químicas Metodologías de diseño de sistemas de control a escala de planta Control de una planta de producción de acetato de vinilo UNIDAD DIDÁCTICA 7. CONTROL POR COMPUTADOR Introducción Ventajas e inconvenientes del control por computador Funciones de los computadores en el control y la supervisión de procesos Instrumentación específica para el control por computador Características del software de los sistemas de control por computador Estructuras de los sistemas de control por computador Señales muestreadas UNIDAD DIDÁCTICA 8. CONTROL SECUENCIAL DE PROCESOS Introducción Ejemplo ilustrativo Ecuaciones lógicas Sistemas lógicos combinacionales y secuenciales MÓDULO 7. INSTRUMENTOS DE CONTROL DE PROCESOS QUIMICOS UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS Introducción El proceso de medida Clasificación de los instrumentos de medida Definiciones y conceptos básicos La transmisión de la medida Instrumentación inteligente Calibrado Diagramas de tuberías e instrumentos UNIDAD DIDÁCTICA 2. MEDIDORES DE TEMPERATURA Introducción Factores involucrados en la medición de la temperatura Clasificación de los sensores de temperatura Termopares Termorresistencias (sondas de resistencia) Termistores Pirómetros de radiación Selección del sensor de temperatura UNIDAD DIDÁCTICA 3. MEDIDORES DE PRESIÓN Y DE NIVEL Introducción Conversión mecánica-eléctrica Elementos primarios para la medida de presión Medidores de nivel Medida del nivel de sólidos UNIDAD DIDÁCTICA 4. MEDIDORES DE CAUDAL Introducción Caudalímetro de presión diferencial Caudalímetro de impacto Caudalímetros lineales Caudalímetros de inserción Medida del caudal másico con caudalímetros volumétricos Medidores de caudal másico Selección de medidores de caudal UNIDAD DIDÁCTICA 5. ANALIZADORES DE PROCESO Introducción Análisis en línea o en tiempo real Características básicas de los analizadores Analizadores en línea Sistemas de muestreo y acondicionamiento UNIDAD DIDÁCTICA 6. SINTONIZACIÓN DE CONTROLADORES PID Introducción Sintonización de controladores de realimentación Criterios de calidad de respuesta Selección del tipo de controlador y su sintonización Métodos empíricos de sintonización de controladores Métodos analíticos de sintonización basados en modelos Sintonización automática de controladores UNIDAD DIDÁCTICA 7. ELEMENTOS FINALES DE CONTROL: VÁLVULAS DE REGULACIÓN AUTOMÁTICA Introducción Válvulas de control Componentes de una válvula de control Características de caudal de las válvulas de regulación Dimensionamiento de válvulas de control Otros elementos finales de control MÓDULO 8. QUÍMICA INDUSTRIAL AMBIENTAL UNIDAD DIDÁCTICA 1. BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL Introducción a la biotecnología ambiental Biorremediación Energía de la biomasa: biocombustibles Compostaje. Futuro en la ingeniería ambiental Bioplásticos Biodiesel Industria del caucho Industria de la madera y del papel. Aspectos físico-químicos de tratamiento UNIDAD DIDÁCTICA 2. PROCESOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS DEL AGUA Medios acuáticos y ciclo hidrológico La contaminación del mar Estación de tratamiento de aguas potables, ETAP Tratamiento de agua de mar: desalación El cloruro sódico y la industria química Estación de depuración de aguas residuales, EDAR Producción de hidrógeno a partir de agua. Aspectos económicos El cloro y sus aplicaciones al agua Tratamiento de aguas: eliminación de hierro de agua potable, oxígeno de las centrales térmicas, fosfatos de residuales y de ión cianuro de operaciones UNIDAD DIDÁCTICA 3. CARACTERIZACIÓN, GESTIÓN Y TRATAMIENTO DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA La atmósfera La contaminación de la atmósfera Calidad del aire Toma de muestras y análisis de los contaminantes atmosféricos Técnicas de prevención Acciones correctivas Emisiones industriales Separación física y química de los gases del aire Aprovechamiento del aire en la industria química. Posibilidades UNIDAD DIDÁCTICA 4. EL SUELO COMO FUENTE PARA PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES Obtención de sílice y arcilla de la litosfera La cal química y la caliza en la industria del cemento El azufre y el yeso en la industria de la construcción El tratamiento de la pirita y los sulfuros metálicos. Fabricación del ácido sulfúrico Los fósforos y su aprovechamiento. Industria de los fertilizantes Obtención del potasio para combinado con cloro, efectos ambientales y aplicaciones El carbón. Combustión y efectos ambientales. Aprovechamiento El gas natural. Obtención y ventajas El petróleo, extracción y productos UNIDAD DIDÁCTICA 5. OPERACIONES PARA LA GESTIÓN DE RESIDUOS INDUSTRIALES Recogida, transporte y almacenamiento de residuos industriales Tratamiento de residuos industriales Almacenamiento de residuos industriales en depósitos de seguridad Gestión de residuos. Generalidades en la industria y normativa asociada MÓDULO 9. INVESTIGACIÓN QUÍMICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. PROTECCIÓN DEL CONOCIMIENTO Y LA TECNOLOGÍA Propiedad industrial Patentes químicas Gestión del conocimiento Transferencia tecnológica El secreto empresarial UNIDAD DIDÁCTICA 2. FINANCIACIÓN DE LA I+D+I Valoración de proyecto y análisis fundamental Fuentes de financiación ajena privada Fuentes de financiación agencia pública UNIDAD DIDÁCTICA 3. SITUACIÓN DEL SECTOR DE LA INGENIERÍA QUÍMICA Importancia de la industria química Historia de la ingeniería química y su evolución Sectores más importantes de la industria química La industria química en España Panorama de la industria química a nivel mundial MÓDULO 10. PROYECTO FIN DE MÁSTER