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Química: Procesos Unitarios

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  1. Algunos ejemplos de procesos unitarios
  2. Algunos ejemplos de operaciones unitarias

ALGUNOS EJEMPLOS DE PROCESOS UNITARIOS SON:

OXIDACION. - Proceso por el cual una especie química pierde electrones simultáneamente a la ganancia de los mismos por otra sustancia.

COMBUSTION. - Reacción química entre una sustancia oxidante (comburente) y otra reductora (combustible) con desprendimiento de calor y eventualmente de luz.

FEMENTACION. - Conjunto de reacciones químicas por las que una sustancia orgánica se transforma en otra por medio de ciertos microorganismos y generalmente va acompañada de gases.

SAPONIFICACION. - proceso químico por el cual los esteres se desdoblan en ácidos y alcohol por acción del agua son acciones reversibles, muy lentas y en general catolizadas por ácidos minerales o por alcalisis.

SULFHIDRACION. - Proceso de adicionar un reactivo que contenga sulfuro de hidrogeno.

CAUSTIFICACION. - Proceso unitario que implica al carbonato sódico con cal y la producción electrolitica de sosa cáustica con sal común produciendo hidróxido sódico.

HIDROGENACION. - Reacción química entre el hidrogeno molecular y un compuesto orgánico en presencia de catalizadores.

PRECIPITACION.- Aparición de una fase sólida en el seno de una disolución se produce cuando la concentración de poluto supera la máxima posible.

ELECTROLISIS. - Descomposición de sustancias que se encuentran disueltas o fundidas al paso de la corriente eléctrica. El proceso tiene lugar en una cuba electrolitica, de manera de que sobre el electrodos positivo y negativo se depositan los iones negativos y positivos respectivamente.

ALOGENACION. - Consiste en insertar un átomo de cualquier halógeno en una cadena de compuesto orgánico por desplazamiento de una doble ligadura.

POLIMERIZACION. - Es el proceso en el cual se forman productos de alto peso molecular apartir de materias primas de bajo peso molecular.

REDUCCION. - Proceso químico caracterizado por la aceptación de electrones por parte de una molécula, atomo-ion.

SULFONACION. - Introducción del radical sulfurilo en un compuesto orgánico.

NITRACION. - Introducción del radical nitro (NO ) en un compuesto orgánico, formado por nitrocompuestos.

ALQUIOLACION. - Introducción de una cadena alifatica en un compuesto ciclico por sustitución de hidrogeno por un radical alquino.

DISOLUCION: Mezcla de dos o más componentes cuyas propiedades varían al ser modificadas sus proporciones.

ALGUNOS EJEMPLOS DE OPERACIONES UNITARIAS SON:

FILTRACION. -Separación de las partículas sólidas en suspención en un fluido, mediante el paso forzados de este atravez de un medio filtrante o membrana sobre la cual depositan los sólidos.

DESTILACION. - Separación de los componentes de una mezcla liquida por vaporización de la misma. Al calentar primero se desprenden los componentes más volátiles y va quedando un residuo liquido constituido por las sustancias de punto de ebullición mas alto.

CENTRIFUGACION. - Procedimiento de separación de líquidos mezclados o de partículas sólidas en suspención en un liquido po efecto de una fuerza centrifuga.

TRITURACION. -Se usa pare reducir sólidos duros a tamaños menos grandes y más manejables.

SECADO. - Operación de separar un liquido que acompaña a un sólido.

EXTRACCION. -Operación química básica de separación de sustancias disueltas en liquidas.

DISOLUCION. - Mezcla de dos o mas componentes cuyas propiedades varían al ser modificadas sus proporciones.

CRISTALIZACION. - Proceso fisico por el cual un cuerpo adquiere la estructura cristalina. Puede realizarse por sublimación por fusión y posteriormente por enfriamiento de la masa fundida o por evaporación gradual del disolvente en una solución saturada.

AGITACION. -Operación química que consiste en crear movimientos turbulentos en un fluido mediante dispositivos mecánicos que actúan sobre el (agitadores). Se emplea industrialmente para acelerar ciertas operaciones como la extracción, el mezclado y la absorción.

DILUCION. - Es una aplicación al problema de la medición de una corriente de flujos se basa en la adición de una sustancia soluble en el fluido.

DECANTACION. - Es la separación por inclinación de un liquido de un sólido.

EVAPORACION. - Paso de una sustancia del estado liquido al de vapor, a una temperatura inferior ala de ebullición y tiene lugar solo en la superficie del liquido además de que se produce en forma gradual.

PRECIPITACION. - Aparición de una fase sólida en el seno de una disolución se produce cuando la concentración de soluto supera la maxima posible. Se usa en análisis como método de purificación de sustancias.

Las operaciones físicas realizadas para producir estos cambios,tales como transmisión de calor, flujo de fluidos, destilación, etc.,son llamadasOperaciones Unitarias.Los cambios químicos que ocurren en el reactor o reaccionesquímicas como:oxidación, nitración, polimerización, reducción, esterificación, etc., seconocen con el nombre de Procesos Unitario

Como se comentó anteriormente, si en una etapa se produce alguna reacción química, esta se denomina proceso unitario. Un proceso unitario puede ser cualquiera de las reacciones que se presentan a continuación: Alcohólisis Alquilación Aminación por reducción Amoniólisis Aromatización o ciclización Calcinación Carboxilación Causticación Combustión (oxidación no controlada) Condensación Deshidratación Deshidrogenación Diazoación y acoplamiento Electrólisis Esterificación Fermentación Formación de silicatos Halogenación U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 4 Hidroformilación (oxo) Hidrogenación, hidrogenólisis Hidrólisis e hidratación, Intercambio iónico Isomerización Neutralización Nitración Oxidación (controlada) Pirolisis o desintegración Polimerización, etc. Lo más importante de un proceso unitario no es el equipo en sí (que es un reactor) si no el mecanismo de la reacción, la velocidad de la misma o el equilibrio que se puede alcanzar; esto se estudia en Química General e Inorgánica, Química Orgánica o Físico Química. En general, todos los equipos utilizados en las operaciones unitarias tienen algún tipo de equivalencia con los aparatos utilizados en el laboratorio (destilación, evaporación, cristalización, filtración, etc.) Una operación unitaria o un proceso unitario también se pueden dividir de la siguiente forma: o Continuos (o flow): en este caso, en cada etapa las materias primas o los reactantes entran en forma continua al equipo y los productos también lo hacen de la misma forma. o Discontinuos (o batch): en este caso, el equipo se carga con la alimentación, se realiza la operación o el proceso y luego se descarga el producto. Una operación o proceso unitario continuo puede operar de dos formas: o En estado estacionario: cuando todos los parámetros que definen las corrientes que llegan o salen del equipo, como así también los que controlan el equipo (temperatura, presión, caudal, pH, etc.) no varían con el tiempo. o En estado no estacionario: cuando los parámetros mencionados anteriormente varían con el tiempo.

Esta situación normalmente sucede cuando se pone en marcha (o se para) una planta o un equipo determinado. En una operación o proceso unitario que trabaja en estado estacionario se puede dar dos casos: o Que el caudal másico de las materias primas o los reactantes sea igual al caudal másico de los productos obtenidos, con lo cual se dice que está trabajando sin acumulación. o que el caudal másico de las materias primas o los reactantes no sea igual al caudal másico de los productos obtenidos con lo cual se dice que se está trabajando con acumulación positiva (cuando en el equipo o la U.T.N. – F.R.Ro DEPTO. DE INGENIERÍA QUIMICA CATEDRA DE INTEGRACIÓN II PAG. 5 planta el caudal de los reactantes es mayor que la de los productos) o acumulación negativa (en forma inversa). En general, en todas las plantas químicas, todos los equipos que forman parte de las operaciones unitarias son muy similares entre sí; por ejemplo, un intercambiador de calor o una bomba centrífuga utilizados en una planta alimenticia o en una petroquímica son muy iguales entre sí (pueden variar el material de construcción) por lo que las operaciones unitarias se estudian operación por operación y no equipos de cada proceso industrial. Como se dijo anteriormente, una planta química está constituida por varias etapas que se denominan operaciones unitarias o procesos unitarios; si la planta está trabajando en forma continua, estas etapas tendrán que estar conectadas entre sí por medio de corrientes que transporten los productos de una etapa a la otra. Estas corrientes se denominan corrientes de procesos y pueden transportar productos al estado sólido, líquido o gaseoso. Si una planta química se la quiere representar gráficamente, normalmente se hace por medio de un flow-sheet (diagrama de flujos) donde cada operación (o proceso) se representa por medio de un símbolo o por un simple rectángulo, estando cada etapa unida por líneas que representan las corrientes. En este apunte se muestran diagramas de flujo que tienen la ventaja que permiten la reunión y el examen de una cantidad de información en un espació pequeño. Hay gran número de tipos de diagramas de flujo: algunos muestran flujos simples, otros balances de materiales, y unos cuantos son tan completos que incluyen drenajes, líneas contra incendios y líneas especiales de arranque. Los diagramas de flujo que se muestran aquí a su máxima simplicidad están destinados a mostrar principios más que detalles.

 

 

Autor:

Karol Mery


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