I

OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS UNITARIOS.

Los pasos en la obtención de cualquier producto químico, pueden clasificarse en tres grandes grupos:

Con pocas excepciones, la parte más importante de cualquier planta química es el reactor, donde ocurre el cambio químico de reactivos a productos.

Antes de que los reactivos lleguen al reactor pueden pasar por diferentes equipos. El objetivo de estos aparatos es colocar estos compuestos en las condiciones apropiadas de presión, temperatura, fase, etc., necesarias en el reactor.

Después que los productos abandonan esta unidad deben ser procesados, modificando así su temperatura, presión, pureza, etc., para poder salir al mercado.

En general, todos los equipos - excepto el reactor - son utilizados para producir cambios físicos: calentamiento, compresión, molienda, separación, etc.

Las operaciones físicas realizadas para producir estos cambios, tales como transmisión de calor, flujo de fluidos, destilación, etc., son llamadas Operaciones Unitarias.

Los cambios químicos que ocurren en el reactor o reacciones químicas como oxidación, nitración, polimerización, reducción, esterificación, etc., se conocen con el nombre de

CLASIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS.

Las operaciones unitarias son de naturaleza física. Se pueden dividir en 5 grandes grupos:

Flujo de fluidos.

Transmisión de calor.

Mezclado.

Separación:

Destilación: es la operación de separar, mediante vaporización y condensación en los diferentes componentes líquidos, sólidos disueltos en líquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullición es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no varía en función de la masa o el volumen, aunque sí en función de la presión.

II

Extracción: La extracción líquido-líquido, también conocida como extracción con solventes o extracción con disolventes, es un proceso físico empleado para separar una mezcla utilizando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos líquidos inmiscibles o parcialmente miscibles (por ejemplo, agua y cloroformo, o éter etílico y agua).

Absorción: Es la operación unitaria que consiste en la separación de uno o más componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el cual forma solución (un soluto A, o varios solutos, se absorben de la fase gaseosa y pasan a la líquida).

Adsorción: Es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o retenidas en la superficie de un material -en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen-. Es decir es un proceso en el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie sólida (adsorbente).

Evaporación: es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquella.

Cristalización: Es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal.

Filtración: Se denomina filtración al proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido

Humidificación, secado, y centrifugación.

Manejo de sólidos:

Compresión: La compresión se usa para reducir sólidos duros a tamaños más o menos grandes, las fuerzas de compresión se utilizan para la trituración grosera de productos duros

Molienda: La molienda es una operación unitaria que, a pesar de implicar sólo una transformación física de la materia sin alterar su naturaleza, es de suma importancia en diversos procesos industriales, ya que el tamaño de partículas representa en forma indirecta áreas, que a su vez afectan las magnitudes de los fenómenos de transferencia entre otras cosas

III

Tamizado: Es un método de separación de partículas basado exclusivamente en el tamaño de las mismas. En el tamizado industrial, los sólidos se colocan sobre la superficie del tamiz. Las partículas de menor tamaño, o finos, pasan a breves de las aberturas del tamiz; mientras que la de mayor tamaño, o colas, no pasan.

Fluidización: Si se aumenta progresivamente la velocidad del fluido, aumenta la caída de presión y el rozamiento sobre las partículas individuales. Se alcanza un punto en el que las partículas no permanecen por más tiempo estacionario, sino que comienzan a moverse y quedan suspendidas en el fluido, es decir, “fluidizan” por la acción del líquido o el gas.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS UNITARIOS.

Son aquellos que requieren de una o más operaciones, en las que ocurren transformaciones químicas.

Los procesos unitarios están clasificados de acuerdo con el tipo de reacción química involucrada. Los principales procesos unitarios son los siguientes:

Combustión SulfonaciónOxidación HidrólisisNeutralización HidrogenaciónFormación de silicatos AlquilaciónCaustización Reacción de Friedeí-CraftsElectrólisis CondensaciónDoble descomposición PolimerizaciónCalcinación FermentaciónNitración Diasotización y acoplamientoEsterificación PirólisisReducción AromatizaciónAmonólisis IsomerizaciónHalogenación

Los cuales presentan semejanzas y disparidades entre sí, pero las similitudes son aparentes y no se pueden tratar de una manera genérica como se hace con las operaciones unitarias.

IV

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

“ANALISIS Y SIMULACION DE PROCESOS QUIMICOS”

OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS UNITARIOS.

Presentado al:

Ing. GUEVARA YANQUI Pascual

Realizado por:

ROMANI MONTES, Miguel Ángel

Alumno del IX ciclo de ingeniería química

Huancayo – Perú