Silabo Ingenieria de Reacciones
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"Saber para Ser"
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
SÍLABO INSTITUCIONAL
1. INFORMACIÓN GENERAL
FACULTAD C I E N C I A S ESCUELA I N G E N I E R I A Q U I M I C A CARRERA I N G E N I E R I A Q U I M I C A SEDE M A T R I Z E S P O C H MODALIDAD P R E S E N C I A L SÍLABO DE I N G E N I E R I A D E R E A C C I O N E S 1 NIVEL S E P T I M O PERIODO ACADÉMICO M A R Z O 2 0 1 6 - A G O S T O 2 0 1 6 :
AREA CODIGO NÚMERO DE CRÉDITOS E J E R C I C I O
P R O F E S I O N A L F C I Q 7 0 4 5 •
NUMERO DE HORAS SEMANAL PRERREQUISITOS CORREQUISITOS
5 F C I Q 6 0 4 , F C I Q 6 0 5
NOMBRE DEL DOCENTE P A U L G U S T A V O P A L M A Y P A R E D E S NÚMERO TELEFÓNICO 0 9 8 4 7 2 9 1 3 1 CORREO ELECTRONICO p a v u l p a D ( 5 ) h o t m a i l . e s TITULOS ACADEMICOS DE TERCER NIVEL INGENIER© QUÍMICA
TÍTULOS ACADÉMICOS DE POSGRADO
M A G I S T E R E N I N G E N I E R I A E N T E R M O D I N A M I C A D E F L U I D O S
Página 1 d e S
"Saber para ser"
2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
L a n a t u r a l e z a d e l a a s i g n a t u r a d e Ingeniería de Reacciones I e s teórico-práctica, e l propósito d e e s t a d i s c i p l i n a e s l a d e d o t a r a l e g r e s a d o d e l a c a r r e r a d e ingeniería química d e l a s h e r r a m i e n t a s p a r a o b t e n e r económicamente u n p r o d u c t o , a p a r t i r d e d i f e r e n t e s m a t e r i a s p r i m a s q u e s e s o m e t e n a d i f e r e n t e s e t a p a s d e t r a t a m i e n t o e n l o s p r o c e s o s químicos. L o s c o n t e n i d o s g e n e r a l e s a e s t u d i a r e n e s t e c u r s o s o n : Cinética d e l a s r e a c c i o n e s homogéneas. Diseño d e r e a c t o r e s i d e a l e s isotérmicos, y , Diseño d e r e a c t o r e s i d e a l e s n o e s t a c i o n a r i o s .
2.1. INDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE LA ASIGNATURA EN RELACIÓN AL PERFIL PROFESIONAL
L a s m a t e r i a s p r i m a s s e s o m e t e n p r i m e r o a u n a s e r i e d e e t a p a s d e t r a t a m i e n t o físico, p a r a p o n e r i a s e n f o r m a e n q u e p u e d a n r e a c c i o n a r químicamente, y a continuación p a s a n a l r e a c t o r . L o s p r o d u c t o s d e reacción h a n d e s o m e t e r s e después a n u e v o s t r a t a m i e n t o físicos ( s e p a r a c i o n e s , p u r i f i c a c i o n e s , e t c . ) p a r a o b t e n e r e l p r o d u c t o d e s e a d o .
E n l a e t a p a d e t r a t a m i e n t o químico e s m u y f r e c u e n t e q u e s e a l a más s i g n i f i c a t i v a d e l p r o c e s o , e s d e c i r , l a q u e económicamente d e c i d e l a p o s i b i l i d a d d e l m i s m o . E l diseño d e l r e a c t o r n o e s cuestión d e r u t i n a , y a q u e p a r a e l m i s m o p r o c e s o p u e d e n p r o p o n e r s e d i f e r e n t e s diseños. E l diseño óptimo n o h a d e b a s a r s e p r e c i s a m e n t e e n e l c o s t o miínimo d e l r e a c t o r , p u e d e h a c e r s e u n diseño c o n u n c o s t o b a j o d e l r e a c t o r p e r o l o s m a t e r i a l e s q u e s a l e n d e l a instalación p u e d e n e s t a r e n c o n d i c i o n e s t a l e s q u e s u t r a t a m i e n t o r e q u i e r a u n c o s t o más e l e v a d o q u e e m p l e a n d o o t r o s diseños. E n c o n s e c u e n c i a e l diseño más a d e c u a d o h a d e c o n s i d e r a r s e l a economía g l o b a l d e l p r o c e s o .
P a r a e l diseño d e l r e a c t o r h e m o s d e d i s p o n e r d e información, c o n o c i m i e n t o s y e x p e r i e n c i a e n d i f e r e n t e s c a m p o s : termodinámica, cinética química, mecánica d e f l u i d o s , transmisión d e l c a l o r , t r a n s p o r t e d e m a t e r i a y economía. L a economía d e l a s r e a c c i o n e s químicas e s l a síntesis d e t o d o s e s t o s f a c t o r e s c o n e l o b j e t o d e diseñar, d e m o d o más a d e c u a d o , u n r e a c t o r químico.
E n u n a d e t e r m i n a d a situación, e l técnico s e e n f r e n t a c o n u n a s e r i e d e c u e s t i o n e s : l a información n e c e s a r i a p a r a a b o r d a r u n p r o b l e m a , c o m o o b t e n e r l a información a d e c u a d a y c o m o s e l e c c i o n a r e l diseño más f a v o r a b l e e n t r e d i s t i n t a s a l t e r n a t i v a s p o s i b l e s .
P o r l o e x p u e s t o , l a cátedra d e Ingeniería d e R e a c c i o n e s I f o r m a p a r t e d e l Área d e E j e r c i c i o P r o f e s i o n a l e n e l c u r r i c u l u m f o r m a l d e l a c a m e r a d e Ingeniería Química, l a m i s m a q u e dará l o s c o n o c i m i e n t o s básicos y a d e c u a d o s p a r a a p o r t a r a l a solución d e l o s p r o b l e m a s d e s c r i t o s .
2
"Saber para s e r "
2.2. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA EN LA FORMACIÓN DEL PROFESIONAL
L a a s i g n a t u r a d e Ingeniería d e R e a c c i o n e s I p e r m i t e a l e g r e s a d o d e ingeniería química o p e r a r e f i c i e n t e m e n t e l o s r e a c t o r e s y d e l a s r e a c c i o n e s químicas q u e o c u r r e n e n l o s d i f e r e n t e s p r o c e s o s químicos i n d u s t r i a l e s e n b e n e f i c i o d e l s e c t o r p r o d u c t i v o .
3. OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA
3.1. C o n o c e r l a fundamentación teórica y s u s a p l i c a c i o n e s d e Ingeniería d e R e a c c i o n e s I d e u s o común y s u s a p l i c a c i o n e s prácticas e n e l s e c t o r p r o d u c t i v o .
3.2. D e s a r r o l l a r h a b i l i d a d e s y d e s t r e z a s p a r a l o s cálculos d e ingeniería r e l a c i o n a d o s a l a ingeniería d e r e a c c i o n e s I y q u e t i e n e n s u aplicación e n l o s p r o c e s o s i n d u s t r i a l e s .
3.3. C r e a r a c t i t u d crítica e n l o s e s t u d i a n t e s p a r a q u e e l p r o c e s o enseñanza-a p r e n d i z a j e e n e l d e s a r r o l l o c u n ^ i c u l a r d e l a a s i g n a t u r a s e r e a l i c e e n u n a m b i e n t e a d e c u a d o , q u e f a c i l i t e l a retroalimentación d e l a información y autorregulación.
4. CONTENIDOS
UNIDADES OBJETIVOS TEMAS
Unidad 1.-Introducción a l a ingeniería
d e r e a c c i o n e s .
C o n o c e r l o s c o n c e p t o s d e cinética y l a
i m p o r t a n c i a d e l e s t u d i o p a r a e l i n g e n i e r o químico
1 . - Cinética f o n n a l . Introducción. C o n c e p t o s . 2 . - I m p o r t a n c i a d e l e s t u d i o d e l a cinética química. 3 . - V a r i a b l e s q u e a f e c t a n a l a v e l o c i d a d d e reacción. 4 . - Clasificación d e l a s r e a c c i o n e s químicas.
Unidad II. Cinética d e l a s r e a c c i o n e s
homogéneas
I d e n t i f i c a r l a n a t u r a l e z a d e l a s r e a c c i o n e s y
e n c o n t r a r e l o r d e n d e l a s r e a c c i o n e s químicas.
1 . - F a c t o r d e p e n d i e n t e d e l a concentración y t e m p e r a t u r a . 2 . - R e a c c i o n e s s i m p l e s y múltiples. R e a c c i o n e s e l e m e n t a l y n o e l e m e n t a l . 3 . - E q u i l i b r i o d e l a s r e a c c i o n e s químicas. 4 . - Métodos p a r a m e d i r l a
"Saber para s e r " v e l o c i d a d d e reacción. 5 . - L e y e s d e v e l o c i d a d d e p r i m e r , s e g u n d o y t e r c e r o r d e n . P R A C T I C A N° 1 : V e l o c i d a d d e reacción (concentración). P R A C T I C A N° 2 : V e l o c i d a d d e reacción ( t e m p e r a t u r a ) . P R A C T I C A N° 3 : F a c t o r e s q u e d e t e n n i n a n l a v e l o c i d a d d e reacción.
Unidad III. Diseño d e l o s r e a c t o r e s
i d e a l e s isotérmicos.
C o n o c e r y c a l c u l a r l a s e c u a c i o n e s d e diseño
p a r a l o s r e a c t o r e s i d e a l e s
1 . - Introducción a l diseño d e r e a c t o r e s . |
2 . - L a ecuación d e v e l o c i d a d d e reacción. Métodos d e
obtención. 3 . - Clasificación d e l o s r e a c t o r e s i d e a l e s . 4 . - E j e r c i c i o s d e aplicación P R A C T I C A N° 4 : V e l o c i d a d d e reacción ( c a t a l i z a d o r e s ) . P R A C T I C A N° 5 : Determinación d e l a v e l o c i d a d y o r d e n d e reacción. P R A C T I C A N° 6 : Cinética d e u n a reacción.
Unidad IV Diseño d e l o s r e a c t o r e s
i d e a l e s n o e s t a c i o n a r i o s .
C o n o c e r l a s e c u a c i o n e s d e diseño p a r a l a s
baterías d e r e a c t o r e s
1 . - R e a c t o r d i s c o n t i n u o . R e a c t o r b a t c h o d e u n a s o l a c a r g a . 2 . - Baterías d e r e a c t o r e s . Combinación d e r e a c t o r e s . 3 . - Cálculo gráfico p a r a diseño d e r e a c t o r e s e n s e r i e 4 . - C r i t e r i o s p a r a e l e g i r e n t r e
l a operación c o n t i n u a y b a t c h .
5 . - C r i t e r i o s p a r a e l e g i r e n t r e e l r e a c t o r b a c k m i x y e l
t u b u l a r .
4
"Saber para s e r "
5. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS
L a s e s t r a t e g i a s a a p l i c a r e n e l d e s a r r o l l o d e l p r e s e n t e c u r s o s e e n m a r c a n e n l o s d o c u m e n t o s c u r r i c u l a r e s v i g e n t e s e n l a E S P O C H y l a c a r r e r a d e ingeniería química y s o n l o s s i g u i e n t e s :
• Elaboración c o n j u n t a . • A p r e n d i z a j e laberíntico. • A p r e n d i z a j e heurístico. • Análisis d e c a s o s . • Dialógica.
Y t o d o s l o s q u e c o a d y u v e n a l a l c a n c e d e l o s o b j e t i v o s d e l p r o c e s o e - a , q u e s e e n f i l e n h a c i a e l p a r a d i g m a s o c i o crítico.
6. USO DE TECNOLOGÍAS
S e propenderá a l u s o d e tecnologías a c t i v a s c o n p l e n a participación d e l o s e s t u d i a n t e s e n l a construcción d e l c o n o c i m i e n t o , así t e n e m o s :
• R e d d e I n t e m e L • C a m p o s v i r t u a l e s . • L a b o r a t o r i o d e práctica. • S i m u l a d o r d e p r o c e s o . • U s o d e c h a t s . • U s o d e N T I C ' s
7. RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE
RESULTADOS 0 LOGROS DEL APRENDIZAJE
CONTRIBUCION {ALTA, MEDIA,
BAJA)
EL ESTUDIANTE SERÁ CAPAZ DE
a. Aplicación de las Ciencias Básicas de la Carrera A l t a
- R e s o l v e r p o r m e d i o d e l a s C C . B B . , l a s a p l i c a c i o n e s p a r a l o s cálculos d e ingeniería e n a s i g n a t u r a s q u e t i e n e relación d i r e c t a c o n e l p e r f i l d e e g r e s o d e l a c a r r e r a .
b. Identificación y definición del Problema A l t a
I d e n t i f i c a r y d i a g n o s t i c a r p r o b l e m a s a s o c i a d o s a l s e c t o r p r o d u c t i v o , c o n e l a l c a n c e q u e l o podrá definir e n forma s u s t e n t a d a .
c. Solución de Problemas A l t a P l a n t e a r a l t e r n a t i v a s d e
5 •
"Saber para ser" solución a l p r o b l e m a v i n c u l a n t e s a l s e c t o r p r o d u c t i v o , s u s t e n t a d o c o n u n e n f o q u e d e evaluación técnica, económica y a m b i e n t a l
d . Utilización de herramientas especializadas A l t a
- U t i l i z a r h e r r a m i e n t a s e s p e c i a l i z a d a s d e l a ingeniería química c o m o e l Diseño y / o rediseño d e ingeniería, Optimización d e p r o c e s o s u o t r a afín, q u e l e o r i e n t e e x i t o s a m e n t e a r e s o l v e r p r o b l e m a s d e l s e c t o r p r o d u c t i v o .
e. Trabajo en equipo A l t a
- D e m o s t r a r c a p a c i d a d y e f e c t i v i d a d p a r a t r a b a j a r e n e q u i p o , o r i e n t a d o a l i n t e r c a m b i o d e información y l a t a r e a g m p a l .
f. Comportamiento ético A l t a
- G u a r d a r c o m p o r t a m i e n t o ético y m o r a l f r e n t e a r e s p o n s a b i l i d a d e s a d q u i r i d a s e n e l e j e r c i c i o p r o f e s i o n a l y l a o b s e r v a n c i a d e l m a r c o l e g a l .
g. Comunicación efectiva A l t a
D e m o s t r a r e f e c t i v i d a d e n l a expresión o r a l y e s c r i t a , a más d e u n a a d e c u a d a comunicación d i g i t a l p a r a difusión d e l o s r e s u l t a d o s d e l a s i n v e s t i g a c i o n e s o i n f o r m e s p r o f e s i o n a l e s .
h. Compromiso del aprendizaje continuo A l t a
- M a n i f e s t a r u n a a c t i t u d d e a p e r t u r a a l a p r e n d i z a j e c o n t i n u o m e d i a n t e l a aplicación d e l posígrado o l a educación c o n t i n u a .
i. Conocimiento entorno contemporáneo A l t a
M a n i f e s t a r e l c o n o c i m i e n t o e . interés d e l o s t e m a s r e l a c i o n a d o s c o n l a c a r r e r a d e ingeniería química y q u e t i e n e n relación c o n e l e n t o m o contemporáneo ( n i v e l f o r m a t i v o , p e r s p e c t i v a s de t r a b a j o p r o f e s i o n a l , n u e v o s
6
"Saber para s e r " ámbitos d e d e s a r r o l l o d e la ingeniería química, p r o b l e m a s d e l c a m p o o c u p a c i o n a l , etc.).
8. AMBIENTES DE APRENDIZAJE
L a metodología didáctica r e f e r e n t e a l o s a m b i e n t e s d e a p r e n d i z a j e s o n e n f o c a d o s d e s d e l a visión d e l m o d e l o pedagógico y l a s s i g u i e n t e s e s t r a t e g i a s :
• P o r prácticas. • P o r c o n t r a t o s d e a p r e n d i z a j e . • P o r i n v e s t i g a c i o n e s . • T r a b a j o s g m p a l e s . • P o r p r o y e c t o s , y • T o d a s l a s q u e c o a d y u v e n a l a participación a c t i v a d e l e s t u d i a n t e .
9. SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA
ACTIVIDADES A EVALUAR
PRIMER PARCIAL
SEGUNDO PARCIAL
TERCER PARCIAL
EVALUACION PRINCIPAL SUSPENSIÓN
Exámenes 4 , 0 5 , 0 4 , 0 1 2 2 0 L e c c i o n e s 1 , 0 1 , 0 1 , 0 T a r e a s I n d i v i d u a l e s 1 , 0 1 , 0 1 , 0 I n f o r m e s 2 , 0 2 , 0 F i c h a s d e Observación T r a b a j o e n E q u i p o 2 , 0 1 , 0 1 , 0 T r a b a j o d e Investigación P o r t a f o l i o s 1 , 0 A u l a V i r t u a l O t r o s
TOTAL 8 PUNTOS 10 PUNTOS 10 PUNTOS 12 PUNTOS 20 PUNTOS i
/
V 7
"Saber para ser"
10. BIBLIOGRAFÍA
BASICA L e v e n s p i e l O c t a v e . ( 2 0 0 4 ) . Ingeniería d e l a s R e a c c i o n e s Químicas. E d i t o r i a l L i m u s a W i l e y . T e r c e r a Edición. México. COMPLEMENTARIA J u a n C o n e s a F e m e r a n d R a f a e l F o n t M o n t e s i n o s . ( 2 0 0 1 ) . R e a c t o r e s Heterogéneos. U n i v e r s i d a d A l i c a n t e / D i g i t a l i a . F o g l e r , 8 . ( 2 0 0 7 ) . E l e m e n t o s d e ingeniería d e l a s r e a c c i o n e s químicas. 4 ' ^ E d . P e a r s o n Educación. México. S m i t h J . M . Ingeniería d e l a cinética química. Cía. E d i t o r i a l c o n t i n e n t a l S . A . México E s c o b a r L . Cinética química a p l i c a d a . E d i t o r i a l U t h e a . México. LECTURAS RECOMENDADAS L a s e c u a c i o n e s d e v e l o c i d a d . S u determinación. L o s r e a c t o r e s i d e a l e s y s u c o m p o r t a m i e n t o . R o m e o y J u l i e t a ( W i i l i a m S h a k e s p e a r e ) E l L a z a r i l l o d e T e r m e s (anónimo) ^ L a s baterías d e r e a c t o r e s t u b u l a r e s y r e a c t o r e s e n s e r i e E l c o n d e L u c a n o r ( D o n J u a n M a n u e l ) WEBGRAFIA http//>AAAw.ayudanprimas.com/descargar/ieqa/ingeniería-de-reacciones-quimicas.html h t t p Z / w w w . e l s o l u c i o n a r i o . n e t
/ílS
"Saber para Ser"
FIRMA DEL DOCENTE DE LA ASIGNATURA Ing. Paul Palmay
FIRMA DEL COORDINADOR DEL ÁREA
Ing. Hugo Calderón
FIRMA DEL DIRECTOR DE LA CARRERA
Dr. Segundo Trujillo
LUGAR Y FECHA DE PRESENTACIÓN R i o b a m b a , 6 d e a b r i l d e 2 0 1 6
Página 9 d e 9