NOMBRE DE LA MATERIA: Análisis
de reactores de polimerización
CÓDIGO DE LA
MATERIA: IQ
601
DEPARTAMENTO: Ingeniería
química.
Carga
total de horas teoría: 60
horas
Total
de horas: 60
horas
Número
de créditos: 8
créditos
NIVEL DE FORMACIÓN: Posgrado
Tipo
de curso: Curso
Prerrequisitos: Ninguno
OBJETIVO GENERAL:
Al
término del curso el alumno desarrollará las habilidades para la
apreciación de los problemas en el diseño, modelado,
operación, optimización y control de reactores de
polimerización aplicando conocimientos en cinética química
acoplados con procesos de transporte de masa, momentum y energía.
OBJETIVOS
ESPECÍFICOS:
Al
finalizar este curso el alumno deberá:
a)
Comprender los aspectos fundamentales de la ingeniería de reacciones en
procesos de producción de polímeros.
b)
Aprender las técnicas matemáticas para el modelado de la
cinética de polimerización.
c)
Entender los aspectos de diseño y operación, en particular, en
como las características del polímero (distribución de
pesos moleculares en homopolímeros y copolímeros,
distribución de composición y longitud de secuencias en
copolímeros, grado de ramificaciones, etc) están determinadas por
la relaciones entre cinética química, proceso de
polimerización y tipo de reactor.
d)
Comprender los efectos del micro- y macromezclado en reactores de
polimerización.
e)
Entender los efectos de transferencia de calor y masa en reactores de
polimerización.
f)
Conocer los fundamentos de procesos reactivos de polimerización.
g)
Entender los aspectos fundamentales en la optimización y control de
reactores de polimerización.
CONTENIDO TEMÁTICO:
UNIDAD
I. Introducción (3
hrs)
1.1
Características especiales de la ingeniería de reacciones de
polimerización
1.2
Distribución de pesos moleculares y momentos de la distribución.
1.3
Tipos de reacciones y reactores de polimerización
UNIDAD
II. Técnicas matemáticas para el modelado de las cinéticas
de polimerización (6
hrs)
2.1
Integración numérica o directa y otros métodos de
aproximación
2.2
Métodos de transformación discreta
2.3
Técnicas de momentos
2.4
Métodos estadísticos
UNIDAD
III. Distribuciones de pesos moleculares en reactores por cargas
(8 hrs)
3.1
Reacciones por pasos
3.2
Radicales libres
3.3
Polimerización iónica: aniónica y catiónica
3.4
Copolimerización
UNIDAD
IV. Polimerizaciones no lineales en reactores por cargas (4
hrs)
4.1
Polimerización no lineal por pasos
4.2
Polimerización no lineal en cadena
UNIDAD
V. Distribuciones de pesos moleculares en reactores continuos (10
hrs)
5.1
Reactores continuos de tanque agitado (RCTA) homogéneos
5.2
Reactores continuos de tanque agitado segregados
5.3
Reactores continuos de flujo tapón
5.3
Reactores tubulares continuos externamente presurizados
5.4
Reactores de flujo de arrastre
UNIDAD
VI. Polimerizaciones Heterogéneas (6
hrs)
6.1
Polimerización en suspensión
6.2
Polimerización en emulsión
UNIDAD
VII. Efecto de transferencia de calor y masa en reactores de
polimerización (8
hrs)
7.1
Influencia de la viscosidad en la transferencia de calor
7.2
Estabilidad de un reactor por cargas
7.3
Multiplicidad isotérmica y descripción cualitativa de estabilidad
en RCTA
UNIDAD
VIII. metodos de procesamiento reactivos (6
hrs)
8.1
Extrusión reactiva
8.2
Moldeo por inyección reactiva
8.3
Moldeo por compresión y transferencia
UNIDAD
IX. Temas generales en aplicaciones industriales (9 hrs)
9.1
Devolatilización
9.2
Introducción a la optimización y control de reactores de
polimerización
BIBLIOGRAFÍA
BÁSICA:
1.N.A. Dotson, R.
Galván, R.L. Lawrence & M. Tirrel, Polymer Process Modeling, VHC
Publishers, (1996)
2. J.A. Biesenberger and D.H.
Sebastian, Principles of Polymerization Engineering, John
Wiley and Sons (1983).
3. E.
Joseph Schork, P.P. Deshpande and K.W. Leffew, Control of Polymerization
Reactors, Marcel Dekker,Inc (1993).
4. R.G. Griskey, Polymer
Process Engineering, International Thomson Publishing (1995).
BIBLIOGRAFÍA
COMPLEMENTARIA:
1. G. Odian, Principles of
Polymerization, 3rd. Edition,
John Wiley and Sons (1991).
2. .R.
Sandler & W. Karo, Polymer Syntheses Vol. I, II & III,
Academic Press (1977).
3. M. Morton, Anionic
Polymerization: Principles and Practice, Academic Press (1983).
4. J.P. Kennedy and E Marecho, Carbocationic
Polymerization, John Wiley and Sons (1982).
MODALIDADES DEL PROCESO
ENSEÑANZA APRENDIZAJE:
El
curso se llevará a cabo mediante exposición oral de los conceptos
teóricos y resolución de problemas. El alumno por su parte
tendrá que realizar tareas que involucran en resolución de
problemas y análisis de artículos publicados recientemente con
los avances en esta área. Durante el curso se hará una
evaluación continua al estudiante mediante examenes parciales y examenes
sorpresa.
CAMPOS DE APLICACIÓN
PROFESIONAL:
En la industria de producción de polímeros se requiere de profesionistas de alto nivel en el campo de reactores de polimerización. Estos expertos estan capacitados para resolver problemas realcionados con el diseño, control y optimización de reactores de polímerización, asi como entieden los efectos que tienen la cinética química, el proceso de polimerización y tipo de reactor sobre la distribución de pesos moleculares en homopolímeros y copolímeros, la distribución de composición y la longitud de secuencias en copolímeros, el grado de ramificaciones. Estos parámetros estructurales determinan las propiedades finales del polímero.
CONOCIMIENTOS, APTITUDES,
ACTITUDES, VALORES, CAPACIDADES Y HABILIDADES DEL ALUMNO:
El
alumno desarrollará habilidades para la solución de problemas en
el diseño, modelado, operación, optimización y control de
reactores de polimerización aplicando conocimientos en cinética
química acoplados con procesos de transporte de masa, momentum y
energía.
MODALIDADES DE
EVALUACIÓN:
Tareas 30
%
Ex. Sorpresa 10
%