DATOS IDENTIFICATIVOS 2021_22
Asignatura (*) CINÉTICA QUÍMICA Y DISEÑO DE REACTORES Código 20204124
Titulación
Ciclo 1º y 2º
Descriptores Cr.totales Tipo Curso Periodo
9 Obligatoria Segundo AN
Lengua de impartición
Català
Departamento Ingeniería Mecánica
Ingeniería Química
Coordinador/a
STÜBER , FRANK ERICH
 Correo-e christophe.bengoa@urv.cat
frankerich.stuber@urv.cat
lara.dronjak@urv.cat
paula.martinez@urv.cat
Profesores/as
BENGOA , CHRISTOPHE JOSÉ
STÜBER , FRANK ERICH
DRONJAK , LARA
MARTÍNEZ CÁNOVAS, PAULA
Web
Descripción general e información relevante <p>"La URV tiene como objetivo que la docencia del curso académico se imparta con el máximo de presencialidad que permitan las indicaciones de las autoridades sanitarias. </p><p> En función del grado de ocupación permitido al aulario, si es necesario, el alumnado se integrará en grupos reducidos y alternará semanas de trabajo presencial en el centro con semanas de trabajo en línea según un horario preestablecido. "</p><p> Descripción general de la asignatura <br />Determinar las cinéticas de reacción en catálisis heterogénea. Determinar el mecanismo que constituye la fase limitante de la cinética global de reacción. Determinación de los parámetros que pueden producir cambios significativos en la velocidad global de reacción. Estudio de la reacción química como operación unitaria. Analizar y diseñar el reactor más adecuado para obtener un producto determinado en función de los reactivos y de la físico-química del proceso. Se trata de que adquieran los conocimientos necesarios para efectuar el diseño de un reactor considerándolo como la unidad central de un proceso de producción de la que dependerá buena parte del diseño de toda la planta.</p>

Competencias
Tipo A Código Competencias Específicas
Tipo B Código Competencias Transversales
Tipo C Código Competencias Nucleares

Resultados de aprendizaje
Tipo A Código Resultados de aprendizaje
Tipo B Código Resultados de aprendizaje
Tipo C Código Resultados de aprendizaje

Contenidos
tema Subtema
1. Cinètica formal en sistemes homogenis. Importancia de la cinética en ingeniería química. Terminología: Equilibrio químico y cinética. Variables y cantidades en cinética. Dependencia de la velocidad de reacción con la composición y la temperatura. Particularización del balance de materia en sistemas homogéneos con reacción química. Aplicación a sistemas cerrados y abiertos: modelos de reactores ideales. Determinación de parámetros cinéticos a partir de datos experimentales. Aplicación a sistemas con reacciones simultáneas: reacciones en serie y en paralelo.
2. Mecanismes de les reaccions químiques en mitjans homogenis. Teorías de las reacciones elementales: teoría de colisiones y teoría del estado de transición. Reacciones elementales en fase gas y en disolución. Reacciones no elementales. Intermedios activos. Hipótesis del estado pseudoestacionario. Búsqueda del mecanismo de reacción. Polimerización. Catálisis en sistemas homogéneos. Catálisis Ácido-Base. Catálisis enzimática: modelo de Michaelis-Menten, otros modelos.
3. Disseny de reactors ideals. Diseño de reactores isotérmicos continuos y discontinuos. Pérdida de carga en reactores de lecho fijo. Particularización del balance de energía en sistemas reactivos para el diseño de reactores. Diseño de reactores adiabáticos y no isotérmicos. Construcción y uso de diagramas T-X-rA y (1/rA)-X para el pre-dimensionado de reactores químicos. Análisis de la estabilidad de reactores de mezcla perfecta, estados estacionarios múltiples. Sistemas con reacciones múltiples: reacciones en serie y en paralelo. Selectividad. Tratamiento generalizado de sistemas con reacciones múltiples.
4. Mecanismes de les reaccions químiques sobre superfícies. Catálisis heterogénea: Adsorción en superficies: Isotermas de adsorción. Modelos cinéticos en catálisis heterogénea. Etapas en la reacción. Etapa limitante de la velocidad de reacción global y síntesis del modelo cinético. Análisis de datos experimentales y obtención de parámetros del modelo. Desactivación de catalizadores heterogéneos. Mecanismos y cinéticas de desactivación. Efectos del transporte externo e interno en partículas de catalizador. Difusión y reacción en el interior de una partícula de catalizador. Módulo de Thiele y factor de eficiencia interna. Resistencia externa y factor de eficiencia global. Criterios para evaluar la incidencia del transporte en la velocidad de reacción.
5. Reactors heterogenis. Diseño de reactores catalíticos. Reactor de lecho fijo. Reactores en suspensión. Reactores de lecho fluidizado. Reactores de lecho móvil con desactivación de catalizador. Reacciones heterogéneas no catalíticas. El modelo de núcleo en contracción: aplicación a regeneración de catalizadores ya la disolución de partículas monodispersas. Reactores para sistemas gas-líquido.

Planificación
Metodologías  ::  Pruebas
  Competencias (*) Horas en clase
 Horas fuera de clase
 (**) Horas totales
Actividades introductorias
1 0 1
Sesión magistral
A1.1
A5.1
A5.3
 48 80 128
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria
A1.1
A5.1
A5.3
 24 35 59
Atención personalizada
2 0 2
 
Pruebas objetivas de preguntas cortas
A1.1
A5.1
A5.3
 4 11 15
Pruebas prácticas
A1.1
A5.1
A5.3
 5 15 20
 
(*) En el caso de docencia no presencial, serán las horas de trabajo con soporte virtual del profesor.
(**) Los datos que aparecen en la tabla de planificación son de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías
  descripción
Actividades introductorias Se utiliza un abánico de metodologías para facilitar a los estudiantes el acceso a los contenidos mediante modelos de aprendizaje diferentes.
Sesión magistral Combinación de clase magistral y estudio de casos.
Resolución de problemas/ejercicios en el aula ordinaria Hands-Out. A partir de la introducción de los conceptos bàsicos, se desarrollan ejemplos, ejercicios, actividades y tests cortos. Se alterna el trabajo individual con el trabajo en equipo.
Atención personalizada Atender al alumno de forma individual con el fin de orientarlos en la adquisición de conocimientos técnicos y competencias sociales.
Las consultas normalmente se hacen en visitas concertadas en horario de atención en el despacho del profesor.

Atención personalizada
descripción

Atender al alumnos de forma individual y privada con el fin de orientarlos en la adquisición de conocimientos técnicos y competencias sociales. Debido a la situación de excepcionalidad, las reuniones se pueden realizar por videoconferencia mediante Microsoft Teams.

Horario de atención: Dr. Frank Stuber: pedir cita previa vía email.
Horario de atención: Dr. Xavier Farriol: pedir cita previa vía email.

Las reuniones se convocarán a petición del alumno enviando un e-mail al profesor adecuado.

Dr. Frank Stuber: frankerich.stuber@urv.cat
Dr. Xavier Farriol: xavier.farriol@urv.cat

N.B. No utilice moodle para enviar e-mails.

Evaluación
Metodologías Competencias descripción Peso        
Pruebas prácticas
A1.1
A5.1
A5.3
 Al final de cada cuatrimestre, se realizará una prueba global de 3h de los conocimientos adquiridos por el alumno:
1º cuatrimestre de 3h, vale un 30%,
2º cuatrimestre de 3h, vale un 30%. 		60%
Pruebas objetivas de preguntas cortas
A1.1
A5.1
A5.3
 Se realizarán dos pruebas individuales de 2 horas de duración para controlar el avance del alumno.
1er cuatrimestre: vale un 20%,
2º cuatrimestre: vale un 20%. 		20%


20%
Otros  
 
Otros comentarios y segunda convocatoria

Evaluación continua:
Para poder aprobar la evaluación continuada, es necesario obtener una nota mínima de 3/10 en cada parte (1º cuatrimestre y 2º cuatrimestre) y, que la nota media de las dos partes (1º cuatrimestre y 2º cuatrimestre), sea igual o superior a 5/10.

Al 1º cuatrimestre se hará un examen parcial de 2 horas que tiene un peso de 20% y un examen final de 3 horas que vale un 30%.
Al 2º cuatrimestre se hará un examen parcial de 2 horas que tiene un peso de 20% y un examen final de 3 horas que vale un 30%.

Segunda convocatoria:

En el examen de segunda convocatoria sólo se repetirá la o las partes suspendidas en la evaluación continua (1º cuatrimestre y / o 2º cuatrimestre). La nota aprobada en cualquiera de las dos partes de la evaluación continua (1º cuatrimestre y / o 2º cuatrimestre) se mantendrá en la segunda convocatoria. La o las notas obtenidas en la segunda convocatoria sustituirán la o las notas obtenidas en la evaluación continua para calcular la nota global en la segunda convocatoria. Se mantiene la misma condición de que para aprobar la segunda convocatoria se debe tener al menos un 3/10 en cada parte y la nota global debe ser igual o superior a un 5/10.

Importante comentario para exámenes presenciales: Durante las pruebas de evaluación, los teléfonos móviles, tabletas y otros aparatos electrónicos que no sean expresamente autorizados por la prueba, deben estar apagados y fuera de la vista.

Fuentes de información

Básica

FOGLER, H.S., Elementos de la ingeniería de la reacción química, 2a edició traduïda al castellà, 1992. (Libro de texto)

HIMMELBLAU, D.M, Basic Principles and calculations in Chemical Engineering, Prentice Hall, New Jersey, 1989.
Complementaria

FELDER R.M. i R.W. ROUSSEAU, Principios Elementales de los Procesos Químicos, 3a edició. Addison-Wesley IberoAmericana, 2003.

GONZALEZ VELLASCO, J.R., GONZALEZ MARCOS, J.A., GONZALEZ MARCOS,M.P., GUTIERREZ ORTIZ, J.I., GUTIERREZ ORTIZ,M.A., Cinetica Quimica Aplicada, Editorial Sintesis, 1999.

SANTAMARIA, J.M., HERGUIDO, J., MENENDEZ, M.A., MONZON, A., Ingenieria de Reactores, Editorial Sintesis,1999.

SMITH, J. M., Chemical Engineering Kinetics, McGraw-Hill, 1981.

RAWLINGS, J.B. i EKERDT, J.G., Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals, Nob-Hill Publishing, 2002.

Software: ReactorLab, Polymath i Matlab.

LEVENSPIEL, O., The Chemical Reactor Omnibook, O. S. U. Book Stores, Inc., 1979.

SCHMIDT, L.D., The Engineering of Chemical Reactions, Oxford University Press, 1998.
Recomendaciones
(*)La Guía docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la URV. Este documento es público y no es modificable, excepto en casos excepcionales revisados por el órgano competente o debidamente revisado de acuerdo la normativa vigente.