OBJETIVO GENERAL DEL CURSO:

Mejorar en el profesional de ingeniería las competencias que requiere para modelar y resolver las ecuaciones gobernantes que describen el comportamiento de los diferentes procesos asociados a la transferencia de masa en estado estacionario o transitorio. Se espera que, al finalizar el curso, el participante sea capaz de proponer soluciones a problemas aplicados a transferencia de masa.

CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES PREVIOS:

• Cálculo vectorial, diferencial e integral.
• Mecánica del medio continuo.
• conceptos básicos en Termodinámica y fenómenos de transporte.

REQUISITOS CURRICULARES:

• Ninguno.

MÓDULO 1: INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y SIMULACIÓN DE PROCESOS ASISTIDO POR COMPUTADORA

1. Introducción

• Diseño de procesos
• Pasos principales del diseño de una planta química
• Descripción general de los simuladores de procesos más conocidos.

2. Descripción general de simulación de procesos con ASPEN HYSYS

• Limitaciones de los simuladores
• Información mínima requerida antes de simular.

3. Bases y entorno de propiedades de simulación en ASPEN PLUS

• Administrador de bases de la simulación (SBM)
• Opciones disponibles en el panel de navegación.

4. Modelos termodinámicos y criterios de selección

• Modelos generales más utilizados en simulación
• Ecuaciones de estado
• Modelos de coeficientes de actividad
• Criterio N°1: Uso de la temperatura reducida
• Criterio N°2: Methods Assistant (Según tipo de mezcla, sistemas y proceso)
• Criterio N°3: Methods Assistant (Según El Tipo De Compuestos Y Las Condiciones Operativas)

5. Cálculos de propiedades de fluidos 

• Aspen Properties
• Herramienta Analysis
• User – Defined Component Wizard
• Determinación De Curvas De Punto De Ebullición.
• Propiedades Criticas De Compuestos Puros Y Mezclas
• Construcción De Diagramas De Equilibrio Pt, Pv, Ph, Ps, Tv, Th Y Ts
• Estimación De Propiedades Físicas, Termodinámicas Y De Transporte De Compuestos Puros Y Mezclas.

6. Equilibrio Líquido-Vapor

• Introducción a La Destilación
• Diagramas De Equilibrio Isobaro, Isotérmico Y De Composiciones.
• Ley De Raoult
• Evaporación Instantánea
• Balance De Materia Y Energía En Destilación En El Equilibrio.
• Ambiente De Simulación ASPEN PLUS

7. Ciclos de Potencia - Refrigeración - Calefacción

• Descripción de los procesos y subsistemas
• Microturbina de combustión interna CAPSTONE C30 MTCI
• Sistema de refrigeración por absorción ARS
• Integración del ARS a la MTCI
• Características de los componentes de la MTCI (Tasa de energía de entrada, eficiencia eléctrica, disponibilidad de calor para recuperación)
• Rendimiento energético de sistemas CCHP (Calculo de Tasa de energía primaria, COP, electricidad producida, eficiencia eléctrica, entrada de potencia, eficiencia CHP)

MÓDULO 2: OPERACIONES DE HUMIDIFICACIÓN

1. Definiciones

• Gas Saturado
• Humedad Relativa
• Porcentaje De Humedad
• Calor Húmedo
• Volumen Húmedo
• Punto De Roció
• Entalpia Total
• Equilibrio Entre Fases
• Saturador Adiabático

2. Carta o gráfica de humedad

• Uso De La Gráfica De Humedad
• Gráficas De Humedad Para Sistemas Distintos Del Aire-Agua.

3. Temperatura de bulbo húmedo

• Teoría De La Temperatura Del Bulbo Húmedo
• Línea Y Relación De Lewis
• Medida De La Humedad.

4. Torres de enfriamiento

• Torres De Enfriamiento Típicas
• Torres De Flujo Cruzado y Torre A Contracorriente.
• Teoría De Las Torres De Enfriamiento A Contracorriente
• Ecuaciones Para El Análisis De La Torre De Enfriamiento
• Diagrama De Operación Para Una Torre De Enfriamiento; Gráfica De La Entalpía Del Aire Contra La Temperatura Del Agua. 

MÓDULO 3: LIXIVIACIÓN  Y EXTRACCIÓN

1. Lixiviación

• Equipo De Lixiviación
• Lixiviación Por Percolación A Través De Un Lecho Estacionario De Sólidos
• Lixiviación En Lecho Móvil
• Lixiviación De Sólidos Dispersos
• Fundamentos De Lixiviación Continua En Contracorriente
• Etapas Ideales En La Lixiviación En Contracorriente
• Equilibrio
• Línea De Operación
• Flujo Inferior (O Refinado) Constante Y Variable
• Número De Etapas Ideales Para Flujo Inferior (O Refinado) Constante
• Solución Saturada Concentrada
• Eficiencia De Las Etapas

2. Extracción líquido - líquido

• Introducción
• Procesos Industriales Representativos De Extracción Líquido-Líquido
• Equipo De Extracción
• Mezcladores-Sedimentadores
• Torres De Extracción Empacadas
• Torres De Platos Perforados
• Torres De Placas Deflectoras
• Extractores De Torre Agitada
• Columnas Pulsadas
• Extractores Centrífugos
• Fundamentos De La Extracción
• Extracción De Soluciones Diluidas
• Extracción De Soluciones Concentradas: Equilibrio De Fases
• Uso Del Método De
• Extracción En Contracorriente De Sistemas Tipo II Utilizando Reflujo
• Técnicas Especiales De Extracción (Uso De Fases Acuosas, Extracción Con Fluidos Supercríticos)

MÓDULO 4: SECADO DE SÓLIDOS  

1. Clasificación de secadores

• Introducción
• Tratamiento De Sólidos En Los Secadores

2. Fundamentos del secado

• Modelos De Temperatura En Secadores
• Transferencia De Calor En Secadores
• Unidades De Transferencia De Calor
• Equilibrio Entre Fases
• Humedad De Equilibrio Y Humedad Libre

3. Secado con circulación transversal

• Velocidades De Secado
• Contenido Crítico De Humedad
• Secado En El Periodo De Velocidad Decreciente
• Cálculo Del Tiempo De Secado Para Condiciones De Secado Constantes

4. Secado con circulación a través del sólido

• Secado De Partículas Suspendidas
• Ejemplos De Aplicación

5. Secado por congelación (Liofilización)

6. Equipo de secado

• Secadores Para Sólidos Y Pastas
  • Secadores De Platos Perforados
  • Secadores De Tamices Transportadores
  • Torres De Secado
  • Secadores Rotatorios
  • Secadores De Tornillo Transportador
  • Secadores De Lecho Fluidizado
• Secadores Para Disoluciones Y Suspensiones
  • Secadores De Pulverización
  • Secadores De Película Delgada
  • Secadores De Tambor

MÓDULO 5: ABSORCIÓN Y DESORCIÓN

1. Introducción

• Conceptos Fundamentales
• Ejemplos Industriales
• Aplicaciones Comerciales Representativas De Absorción.

2. Equipos para separaciones vapor - líquido

• Columna De Bandejas
• Columnas De Relleno O Empaque
• Elección Entre Bandejas Y Empaques

3. Consideraciones generales de diseño

4. Método gráfico para torres de bandejas

• Curvas De Equilibrio Para El Soluto
• Líneas De Operación (A Partir De Balances De Materia De Solutos)
• Caudal Mínimo De Absorbente (Para Etapas ∞)
• Número De Etapas De Equilibrio
• Ejemplos De Aplicación

5. Método del grupo de KREMSER para la absorción y desorción multicomponente

• Balances De Materia
• Fracción De Recuperación Por Absorción.
• Fracción De Especies No Despojadas
• Factor De Eliminación

6. Ejemplos de aplicación

• Recuperación De Alcohol Etílico Utilizando La Ecuación De Kremser.
• Absorción De Hidrocarburos Por El Petróleo.
• Eliminación De Compuestos Orgánicos Volátiles De Aguas Residuales.

7. Eficiencia de bandejas y altura de columnas

• Eficiencia General De Etapa De Equilibrio.
• Eficiencias De Bandejas A Partir De Datos De Rendimiento De La Columna.
• Correlaciones Empíricas Para Determinación De La Eficiencia De Bandejas.
• Ejemplo De Aplicación: Predicción De La Eficiencia De Bandejas Para El Absorbente De Acetona.
• Ejemplo De Aplicación: Cálculo Retroactivo De La Eficiencia De Bandejas Para Una Unidad De Absorción De Refinería.
• Modelos Semiteóricos: Eficiencias De Murphree.

MÓDULO 6: ADSORCIÓN, INTERCAMBIO IÓNICO Y CROMATOGRAFÍA

1. Introducción

• Conceptos Y Definiciones
• Ejemplo Industrial (Adsorción Por Oscilación De Presión Para La Deshidratación Del Aire.)
• Aplicaciones Industriales De Las Operaciones De Adsorción, Intercambio Iónico y Cromatografía

2. Adsorbentes y sus aplicaciones

• Área De Superficie Y La Ecuación BET
• Volumen Y Distribución De Poros
• Gel De Sílice, Carbón Activado, Carbón De Tamiz Molecular, Zeolitas De Tamiz Molecular

3. Consideraciones de equilibrio

• Adsorción De Gas Puro (Isoterma Lineal, Isoterma De Freundlich, Isoterma De Langmuir Y Otras Isotermas De Adsorción)
• Mezclas De Gases E Isotermas Extendidas
• Adsorción De Líquidos
• Equilibrios De Intercambio Iónico

4. Consideraciones cinéticas y tasa de transporte

• Transporte Externo
• Transporte Interno
• Transferencia De Masa En Intercambio Iónico Y Cromatografía

5. Equipos para operaciones de adsorción

• Métodos Comerciales Para Separaciones Por Adsorción
• Adsorción De Lecho Fijo
• Adsorción Por Oscilación Térmica (Temperatura) (TSA)
• Adsorción Por Cambio De Presión (PSA)
• Adsorción Por Oscilación Al Vacío (VSA)
• Ciclos De Desplazamiento-Purga (Desplazamiento-Desorción)
• Regeneración De Oscilación De Purga Inerte

MÓDULO 7: DESTILACIÓN  

1. Separación de fases de contacto único

• Introducción A Los Balances De Materia Y Entalpia
• Ecuación De La Línea De Operación
• Evaporación Instantánea Mezcla Binaria De N-Heptano Y N-Octano
• Separación De Una Mezcla (Flash 2)

2. Columnas de destilación para mezclas binarias

• Operaciones Comerciales Representativas De Destilación Binaria
• Consideraciones En El Diseño De Unidades De Destilación.
• Método Gráfico Para Torres De Bandejas.
• Extensiones Del Método
  • Configuraciones De La Presión De Funcionamiento
  • Tipos De Condensador
  • Reflujo Subenfriado, Tipo De Calderín Y Cargas Térmicas En Condensador Y Calderín
  • Relación Óptima De Reflujo Y Otras Extensiones

3. Métodos aproximados para destilación multicomponente

• Método Fenske-Underwood-Gilliland ( )
• Algoritmo Para Cálculos De Destilación Multicomponente Por Método .
• Uso Del Método () Con Simuladores De Proceso.
• Métodos Rigurosos De Destilación (Evolución De Los Métodos Para Resolver Las Ecuaciones De )
• Estrategias Para Aplicar Métodos De Simuladores De Procesos En La Solución De Sistemas Rigurosos.

4. Destilación extractiva y azeotrópica

• Introducción
• Calculo De Productos
• Etapa Optima De Alimentación
• Utilización De Simuladores De Procesos

5. Destilación reactiva

• Balances De Materia Y Energía
• Equilibrio Quimico
• Líneas Estequiometricas
• Simulación