IDENTIFYING DATA 2023_24
Subject (*) DESIGN OF SEPARATION OPERATIONS Code 20204122
Study programme
Bachelor's Degree in Chemical Engineering (2010)
Cycle 1st & 2nd
Descriptors Credits Type Year Period
9 Compulsory Third AN
Language
Català
Department Chemical Engineering
Coordinator
SALVADÓ ROVIRA, JOAN
E-mail joan.salvado@urv.cat
carles.torras@urv.cat
christine.elkhoury@urv.cat
Lecturers
SALVADÓ ROVIRA, JOAN
TORRAS FONT, CARLES
EL KHOURY , CHRISTINE
Web http://moodle.urv.cat
General description and relevant information <div>DESCRIPCIÓ GENERAL DE L'ASSIGNATURA:<br /></div><div>Estudi i disseny de les operacions de separació més habituals a la indústria química. </div><div>En el curs 2023-2024 l'assignatura s'impartirà en llengua catalana</div>

Competences
Type A Code Competences Specific
 A1.1 Consistently apply knowledge of basic, scientific and technological subjects pertaining to engineering
 A5.1 Knowledge of material and energy balances, biotechnology, mass transfer, separation operations, chemical reaction engineering, reactor design and valorisation and transformation of raw materials and energy resources (QI1)
Type B Code Competences Transversal
Type C Code Competences Nuclear

Learning outcomes
Type A Code Learning outcomes
 A1.1 Aplica correctament els balanços de matèria i energia, biotecnologia, transferència de matèria, operacions de separació, enginyeria de la reacció química, disseny de reactors, i valorització i transformació de matèries primeres i recursos energètics.
 A5.1 Descriu les operacions d'etapes d'equilibri més típiques, els equips necessaris i el concepte d'etapa d'equilibri. Calcular el balanç de matèria, línies d'operació, nombre d'etapes d'equilibri mitjançant mètodes gràfics.
Descriu l'equip necessari per a sistemes de contacte continu. Càlcul del balanç de matèria diferencial i el Nombre d'Unitats de Transferència (NTU).
Descriu els diferents tipus de destil·lació: flaix, destil·lació amb reflux, i els seus equips. Calcula les línies d'operació, el nombre d'etapes pel mètode de McCabe-Thiele i la relació de reflux mínima.
Troba en la literatura els valors de les propietats físiques i termodinàmiques.
Type B Code Learning outcomes
Type C Code Learning outcomes

Contents
Topic Sub-topic
Introducció Característiques i tipus d'operacions de separació.
Operacions d'etapes d'equilibri Equip. Etapa d'equilibri. Balanç de matèria. Línies d'operació. Càlculs per mètodes gràfics. El mètode del factor d'absorció (Kremser).
Destil·lació binària Destil·lació flash (vaporitzador). Destil·lació amb reflux. Equip. Línies d'operació. Càlcul del nombre d'etapes per el mètode del McCabe-Thile. Concepte i avaluació d'eficàcia d'etapa. L'equació de Fenske (nombre mínim d'etapes). Relació de reflux mínim. Altura d'una unitat de transferència (HETP). Destil·lació discontínua (batch).
Destil·lació multicomponent Components clau. Selecció de la pressió d'operació. Mètodes "short-cut". Mètodes rigorosos. Aplicació de simuladors. Separacions difícils: destil·lació extractiva/azeotròpica. Síntesis de seqüencies de separació.
Hidrodinàmica de columnes de contacte gas-líquid Descripció i disseny de plats de campana, vàlvules i perforats. Disseny de columnes de rebliment. Disseny de columnes de contacte gas-líquid: Dimensionat, elecció i dimensionat dels elements interns.
Extracció líquid-líquid Diagrames ternaris, equips, extracció contracorrent sense reflux ens sistemes immiscibles o parcialment miscibles.
Separació amb membranes Producció i caracterització
Definicions d'operació
Aplicacions
Exemples d'utilització
Principis bàsics d'operacions de transferència de matèria Models teòrics i avaluació de coeficients de transferència mitjançant correlacions empíriques.
Separadors gas-líquid-sòlid Separadors líquid-sòlid, líquid-líquid, gas-líquid, gas-sòlid: Tipus i aplicacions. Selecció i dimensionat.
Absorció de gasos Equips de contacte continu. Balanç de matèria diferencial. Nombre d'unitats de transferència (NTU): correlacions empíriques i models
Extracció supercrítica Extracció d'un solut aprofitant les propietats supercrítiques dels solvents utilitzats.
El CO2 com a solvent en l'extracció supercrítica

Planning
Methodologies  ::  Tests
  Competences (*) Class hours
Hours outside the classroom
(**) Total hours
Introductory activities
A1.1
A5.1
0.5 0.75 1.25
Lecture
A1.1
A5.1
48.5 72.75 121.25
Problem solving, exercises in the classroom
A1.1
A5.1
15.5 24 39.5
Personal attention
A1.1
A5.1
1 1.5 2.5
 
Practical tests
A1.1
A5.1
14 21 35
Short-answer objective tests
A1.1
A5.1
10 15 25
Practical tests
A1.1
A5.1
0.5 0 0.5
 
(*) On e-learning, hours of virtual attendance of the teacher.
(**) The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies
  Description
Introductory activities Activitats encaminades a prendre contacte i a recollir informació dels alumnes i presentació de l’assignatura.
Lecture Exposició dels continguts de l'assignatura.
Problem solving, exercises in the classroom Formulació, anàlisi, resolució i debat d'un problema o exercici, relacionat amb la temàtica de l'assignatura.
Personal attention Temps que cada professor té reservat per atendre i resoldre dubtes als alumnes.

Personalized attention
Description
Atendre als alumnes de forma individual per tal d'orientar-los en l'adquisició de coneixements tècnics i competències socials. Les consultes normalment es fan en visites concertades en horari d'atenció en el despatx del professor. L'horari i el lloc d'atenció a l'alumne s'establirà al començament del curs. És recomanable concertar cita per correu electrònic.

Assessment
Methodologies Competences Description Weight        
Practical tests
A1.1
A5.1
Exercicis a entregar.

Freqüència: de tres a quatre exercicis al llarg de cada quadrimestre
15%
Short-answer objective tests
A1.1
A5.1
Dues proves d'avaluació generals (una per quadrimestre) amb el mateix pes en l'avaluació (42.5% cada prova).

Existeix la possibilitat que aquestes dues proves d'avaluació generals (una per quadrimestre) es divideixin en dues proves parcials per quadrimestre.

85%
Practical tests
A1.1
A5.1
Others  
 
Other comments and second exam session

Per fer mitja de les diferents parts en el procés d'avaluació contínua cal:

1) Obtenir almenys un 3.5 sobre 10 en la part d'exercicis a entregar (corresponent a cada quadrimestre) i en l'encàrrec de predisseny d'una planta de procés (Avantprojecte integrat).

2) Obtenir una mitja de 4.0 sobre 10 entre les dues proves d'avaluació generals corresponents a cada quadrimestre.

Segona convocatòria: Es realitzarà una prova d'avaluació amb un pes del 85% que substituirà les dues proves d'avaluació generals realitzades durant el procés d'avaluació contínua. Es mantindran les avaluacions dels exercicis a entregar però caldrà obtenir una mitja de 4.5 sobre 10 en la prova d'avaluació per fer mitja. En segona convocatòria la nota a obtenir no pot superar el 70% de la màxima.


Sources of information

Basic Seader, J.D., Henley, E.J., Roper D.K., separation Process Principles. Chemical and Biochemical Operations, John Wiley & Sons, Inc., 2011
McCABE, W.L., SMITH, J.C. HARRIOTT, P., Unit Operations of Chemical Engineering, McGraw-Hill, 1993
M. Mulder, Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (Netherlands), 1997

Complementary HINES, A.L., MADDOX, R.N., Mass Transfer. Fundamentals and Applications, Prentice-Hall, 1985
PERRY, H.R., CHILTON, C.H.,, Chemical Engineers Handbook, McGraw Hill, 1997

Recommendations

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
UNIT OPERATIONS LABORATORY/20204121

Subjects that it is recommended to have taken before
FUNDAMENTALS OF PROCESS ENGINEERING/20204116
CHEMICAL THERMODYNAMICS AND KINETICS LABORATORY/20204120
COMPUTING IN PROCESS ENGINEERING/20204002
TRANSPORT PHENOMENA AND FLUID MECHANICS LABORATORY/20204119
CHEMICAL PROCESSES AND PRODUCTS/20204117
MATHEMATICS II/20204006
MATHEMATICS III/20204007
CHEMICAL KINETICS AND REACTOR DESIGN/20204124
TRANSPORT PHENOMENA/20204125
FLUID MECHANICS ENGINEERING/20204110
MATHEMATICS I/20204005
THERMODYNAMICS/20204114
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.