Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias
Departamento: Ingenieria de Procesos
Área: Procesos Químicos
(Programa del año 2010)
(Programa en trámite de aprobación)
(Programa presentado el 16/06/2010 10:02:39)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
Ingeniería de las Reacciones Químicas I Ing. Química 6/97-2/03 2010 1° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
BACHILLER, ALICIA Prof. Responsable P.Adj Exc 40 Hs
ARDISSONE, DANIEL Prof. Colaborador P.Asoc Exc 40 Hs
HERRERO, ALFREDO RICARDO Responsable de Práctico JTP Exc 40 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
 Hs. 2 Hs. 2 Hs. 2 Hs. 6 Hs. 1º Cuatrimestre 15/03/2010 25/06/2010 15 90
IV - Fundamentación
Este curso se orienta al estudio de la cinética de reacciones homogéneas y al estudio, análisis y diseño de reactores químicos en fase homogénea. Tiene sus pilares fundamentales en materias tales como Termodinámica, Físicoquimica y Balances de Materia y Energía. La Ingeniería de las Reacciones Químicas y el Diseño de Reactores constituyen un núcleo de conocimientos muy particular y marcan una de las diferencias más notables entre la formación del Ingeniero Químico y la de profesionales de otras ramas de la Ingeniería. De allí la importancia que reviste su inclusión en el Plan de Estudios.
V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje
La actividad curricular tiene como objetivos que el alumno:
1. Adquiera y comprenda conocimientos específicos en Cinética y Diseño de Reactores
2. Aplique los conocimientos para diseñar reactores, en fase homogénea, para reacciones simples y múltiples.
3. Desarrolle habilidades para analizar e interpretar resultados.
VI - Contenidos
TEMA I. CINÉTICA HOMOGÉNEA
Balances molares. Definición de velocidad de reacción. Velocidades de reacción relativas. Ecuación general de balance molar. Reactores batch. Reactores de flujo continuo: reactor tanque agitado continuo, reactor tubular. Definición de conversión.
La constante de velocidad de reacción. Orden de reacción. Leyes de velocidad elementales.Molecularidad. Reacciones reversibles.
Tablas estequiométricas. Sistemas batch. Sistemas reactivos a volumen constante. Sistemas de flujo. Reacción con cambio de volumen.
Colección y análisis de datos de velocidad. Método diferencial. Método inegral. Análisis por mínimos cuadrados.

TEMA II. DISEÑO DE REACTORES ISOTÉRMICOS. MODELOS DE REACTORES IDEALES.
Sistemas batch. Sistemas de flujo: reactor tanque agitado continuo. Tiempo espacial. Tiempo medio de residencia.

TEMA III. DISEÑO DE REACTORES ISOTÉRMICOS. MODELOS DE REACTORES IDEALES.
Reactor tubular. Modelo de flujo pistón. Tiempo medio de residencia. Reactores en serie: reactores tanques agitados continuos, reactores tubulares. Comparación de tamaños.

TEMA IV. DISEÑO DE REACTORES NO ISOTÉRMICOS.
El balance de energía. Reactores de flujo continuo. Reactor tanque agitado continuo. Multiplicidad de estados estacionarios. Reactor tubular. Reactor batch.

TEMA V. DISEÑO PARA REACCIONES MÚLTIPLES.
Reacciones en paralelo. Estudio cualitativo para la distribución de producto y tamaño del reactor.
Reacciones en serie. Estudio cualitativo para la distribución de producto. Estudio cuantitativo para reactores tubulares con flujo pistón o discontinuos. Estudio cuantitativo para el reactor tanque agitado continuo.
Reacciones en serie paralelo. Estudio cualitativo sobre la distribución de producto. Estudio cuantitativo para reactores tubulares con flujo pistón o discontinuos.Estudio cuantitativo para el reactor tanque agitado continuo.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
RABAJOS PRÁCTICOS DE AULA

Práctico 1. Tablas estequiométricas. Análisis de datos de velocidad. Mátodo diferencial. Método integral. Análisis por mínimos cuadrados.
Práctico 2. Diseño de reactores homogéneos ideales isotérmicos: reactor batch, reactor tanque agitado continuo.
Práctico 3. Diseño de reactores homogéneos ideales isotérmicos: reactor tubular, reactores múltiples.
Práctico 4. Diseño de reactores homogéneos ideales no isotérmicos.
Práctico 5. Diseño para reacciones múltiples.

TRABAJOS PRÁCTICOS DE LABORATORIO

Práctico 0. Seguridad en el laboratorio.
Práctico 1. Reactor tanque agitado discontinuo.
Práctico 2. Reactor tanque agitado continuo.
Práctico 3. Reactor tubular.
VIII - Regimen de Aprobación
REGIMEN DE ALUMNOS REGULARES

Para regularizar el curso, es requisito que los alumnos:
- Asistan al 80% de las clases de trabajos prácticos de
aula.
- Asistan a todos los trabajos prácticos de laboratorio y los aprueben a través de la elaboración de los informes respectivos.
- Aprueben dos evaluaciones o sus correspondientes recuperatorios.

- La aprobación de un examen oral individual completa la evaluación de la actividad curricular.

REGIMEN DE ALUMNOS LIBRES

- Realizar y aprobar, como mínimo, un trabajo práctico de laboratorio.
- Aprobar un examen escrito basado en los trabajos prácticos de
aula.
- Aprobar un examen oral de los temas teóricos del curso.
IX - Bibliografía Básica
[1] "Elements of Chemical Reaction Engineering". H. Scott Fogler. 3rd. Edition. Prentice Hall (1999).
[2] "An Introduction to Chemical Engineering Kinetics & Reactor Design". Charles G. Hill. J. Wiley & Sons. NY (1977).
[3] "Ingeniería de las Reacciones Químicas". Octave Levenspiel. 2a. edición. Editoril Reverté. (1990).
[4] Guías de estudio de la asignatura.
X - Bibliografia Complementaria
[1] "Chemical Reactor Analysis and Design"· Froment & Bischoff. 2nd. Edition. J. Wiley & Sons. NY (1968).
[2] "Modeling of Chemical Kinetics and Reactor Design". A. Kayode Coker. 2nd. Edition. Gulf Professional Publishing. (2001).
[3] "Chemical Reactor Design, Optimization and Scaleup". E. Bruce Naumann. Mc Graw Hill. (2001).
XI - Resumen de Objetivos
La actividad curricular tiene como objetivos que el alumno:
1. Adquiera y comprenda conocimientos específicos en Cinética y Diseño de Reactores
2. Aplique los conocimientos para diseñar reactores, en fase homogénea, para reacciones simples y múltiples.
3. Desarrolle habilidades para analizar e interpretar resultados.
XII - Resumen del Programa
TEMA I. CINÉTICA HOMOGÉNEA
Balances molares. Reactores batch. Reactores de flujo continuo: reactor tanque agitado continuo, reactor tubular. Definición de velocidad de reacción.
Tablas estequiométricas. Sistemas batch. Sistemas reactivos a volumen constante. Sistemas de flujo. Reacción con cambio de volumen.
Colección y análisis de datos de velocidad. Método diferencial. Método inegral.

TEMA II. DISEÑO DE REACTORES ISOTÉRMICOS. MODELOS DE REACTORES IDEALES.
Sistemas batch. Sistemas de flujo: reactor tanque agitado continuo.

TEMA III. DISEÑO DE REACTORES ISOTÉRMICOS. MODELOS DE REACTORES IDEALES.
Reactor tubular. Modelo de flujo pistón. Reactores en serie: reactores tanques agitados continuos, reactores tubulares.

TEMA IV. DISEÑO DE REACTORES NO ISOTÉRMICOS.
El balance de energía. Reactores de flujo continuo. Reactor batch.

TEMA V. DISEÑO PARA REACCIONES MÚLTIPLES.
Reacciones en paralelo. Reacciones en serie. Reacciones en serie paralelo.
XIII - Imprevistos
 
XIV - Otros