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Química Industrial
Definición
*Es la rama de la química que se
dedica a transformar compuestos
básicos
químicos
en otros
de gran
químicos
productos
demanda.
Algunos términos a diferenciar
*Industria química: es el conjunto de actividades
dedicadas a la manufactura de elementos químicos y de
sus compuestos y derivados.
*Empresa química: es una unidad económica de
producción y distribución de los productos químicos.
*Planta química: es la parte de una empresa
dedicada expresamente a la producción química.
Tipos de Plantas Químicas
*Plantas químicas básicas: se trabaja con materias primas
naturales, para fabricar productos sencillos semielaborados
*Plantas químicas intermedias: Fabrican productos intermedios
que son compuestos estables que pueden originar cada uno unos
cuantos productos finales, pero que no son directamente utilizables
por el consumidor.
*Plantas de química fina: Fabrican productos intermedios pero de
elevada pureza y rigurosas especificaciones de calidad.
*Plantas químicas transformadoras o finales: Son las que a
partir de los productos intermedios generan nuevos productos que
podrán ser utilizados en otros sectores.
*Plantas químicas de consumo: Los productos de consumo son los
finales, una vez envasados, con los aditivos correspondientes y la
concentración adecuada para su empleo.
Sectores de la Industria Química
*Minería y metalurgia: Aparecen subsectores según el metal o
mineral que traten. Los más destacables son el sector siderúrgico,
el del aluminio y el del cobre
*Química inorgánica: Incluye la producción de
ácidos, bases, óxidos, gases nobles, sales de flúor, de cloro, de
bromo, de yodo, de azufre, nitrógeno, fósforo y silicio, entre
otras, así como la producción de agua oxigenada y haluros no
metálicos.
*Química orgánica: Incluye toda la química del carbono y sus
derivados. Entre sus subsectores se incluye la química
farmacéutica, perfumería y cosmética.
*Química agrícola industrial: Se ocupa de aumentar el
aprovechamiento de los productos agrícolas, especialmente los no
alimentarios. Se persigue la máxima explotación de los recursos
vegetales.
Fabricación y Operaciones Unitarias
*La fabricación puede resumirse en el abastecimiento
de materias primas, operaciones
acondicionamiento de las materias
reacciones químicas, las operaciones
físicas de
primas, las
físicas de
separación de los productos y el acondicionamiento y
envasado de los productos.
*Podemos definir una operación unitaria como cada
una de aquellas operaciones básicas en las que
puede descomponerse cualquier proceso químico
Acondicionamiento de las materias
primas y productos
*Trituración y molienda: Reducen el tamaño de las
partículas de sólidos.
*T
amizado: Separa las partículas que llegan a él, deja
pasar algunas a través de la malla y retiene otras.
*Mezclado de sólidos y pastas: Puede realizarse
mediante agitadores de paletas, de turbina o de hélice.
*Circulación de productos: Comprende la circulación
de fluidos por conducciones, el paso a través de un lecho
sólido y el movimiento de las partículas sólidas en el seno
de un fluido. Para impulsar los gases se usan compresores,
sopladores, ventiladores y eyectores. Para impulsar
líquidos se usan bombas centrífugas, bombas volumétricas
y tornillos deArquímedes.
Las Reacciones Químicas
*Se llevan a cabo en recipientes conocidos como reactores
químicos. Existen varios tipos:
*De tanque agitado: se utilizan para reacciones homogéneas entre
líquidos y gases.
*Reactores tubulares. Son adecuados para reacciones en fase
gaseosa.
*Reactores de lecho fijo, móvil o fluido. En ellos los gases circulan
a través de un lecho de partículas catalíticas que pueden estar fijas
o no, de lo cual depende el tipo de reactor.
*Hornos rotatorios. Se usan en la industria del cemento.
*Reactores de película descendente. En ellos una delgada capa de
líquido resbala por la pared de un tubo, entrando en contacto con
un gas que fluye a contracorriente.
*Fermentadores: Se usan en las reacciones con microorganismos.
*Reactores fotoquímicos. Incorporan dispositivos luminosos para
llevar a cabo reacciones activadas por energías de frecuencias
determinadas.
*Reactores electroquímicos. Obtienen los productos de la reacción
sobre los electrodos, donde se lleva a cabo una reacción
electroquímica.
Operaciones de separación de materia
*Destilación simple, que consiste en hervir la mezcla
líquida condensando aparte los vapores que forman el
destilado.
*Destilación a reflujo o fraccionada, parte del
condensado se devuelve a la columna de destilación.
*Destilación por arrastre de vapor, se inyecta vapor de
agua recalentado a la mezcla que se quiere destilar. Así las
sustancias se evaporan más fácilmente y se separan a
menor temperatura.
*Absorción y desorción. la absorción consiste en poner
en contacto una mezcla gaseosa con un líquido para que se
disuelvan o queden retenidos ciertos componentes gaseosos
y así se libere de ellos el gas resultante. La desorción es la
operación inversa a la absorción y suele facilitarse
mediante el arrastre o por otro gas inerte.
Operaciones de separación de materia
(cont.)
*Extracción. Es una operación basada en la disolución
selectiva de uno o varios componentes de una mezcla sólida
o liquida.
*Adsorción y desorción. La primera es la retención de
algunos componentes de una mezcla líquida o gaseosa en la
superficie de un sólido. La desorción es la operación inversa.
*Intercambio iónico. Se basa en la facilidad de ciertas
sustancias para intercambiar algunos iones que forman parte
de su composición por iones de un líquido que circula a
través. Según qué iones pueda intercambiar la resina, se
conocerá como resina de intercambio catiónico, o resina de
intercambio aniónico.
*Cristalización. Generalmente, en el seno de disoluciones
líquidas sobresaturadas.
Operaciones de separación de materia
(cont.)
*Secado. Los secadores calientan el producto sin entrar en contacto
con la fuente de calor o lo ponen en contacto con una corriente de
aire caliente y seco.
*Liofilización. El agua se elimina por sublimación. Se utiliza mucho
en productos alimenticios y, en general, en productos cuyas
propiedades se alterarían mediante un secado a base de calor.
*Filtración. Se usan para sólidos suspendidos en un líquido o para
sólidos suspendidos en un gas.
* Ósmosis inversa. Se separa el disolvente mediante una membrana
gracias a la aplicación de una presión superior y en sentido contrario
a la presión osmótica.
*Sedimentación. Por diferencia de densidad, las sustancias sólidas
se depositan en el fondo.
*Flotación. Es la separación de un líquido y partículas sólidas
recubiertas de burbujas de aire.
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separando fases de densidades demasiado parecidas.
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*Sólidos. Pueden almacenarse a la intemperie si no resultan
alterados. Si los sólidos no resisten a la acción
atmosférica, se almacenan en silos donde se descargan por
transporte neumático o mediante medios mecánicos.
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altura. Cuando se trata de líquidos inflamables y volátiles, el
techo es flotante y descansa directamente sobre el líquido.
Así se reduce al máximo el cúmulo de vapor por encima del
líquido y el riesgo de inflamabilidad.
*Gases. Los gases fácilmente licuables se almacenan como
líquidos, a temperatura ambiente y a presión, en tanques
esféricos. Si son difíciles de licuar, es mejor almacenarlos a
baja temperatura que a elevada presión.
*INDUSTRIA QUIMICA, TECNOLOGÍAY
MEDIO AMBIENTE
*La química industrial produce un incremento de la calidad de
vida de la sociedad, pero esto tiene un alto precio: la generación
de residuos que provocan un grave perjuicio al medio
ambiente, como son:
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  • 2. Definición *Es la rama de la química que se dedica a transformar compuestos básicos químicos en otros de gran químicos productos demanda.
  • 3. Algunos términos a diferenciar *Industria química: es el conjunto de actividades dedicadas a la manufactura de elementos químicos y de sus compuestos y derivados. *Empresa química: es una unidad económica de producción y distribución de los productos químicos. *Planta química: es la parte de una empresa dedicada expresamente a la producción química.
  • 4. Tipos de Plantas Químicas *Plantas químicas básicas: se trabaja con materias primas naturales, para fabricar productos sencillos semielaborados *Plantas químicas intermedias: Fabrican productos intermedios que son compuestos estables que pueden originar cada uno unos cuantos productos finales, pero que no son directamente utilizables por el consumidor. *Plantas de química fina: Fabrican productos intermedios pero de elevada pureza y rigurosas especificaciones de calidad. *Plantas químicas transformadoras o finales: Son las que a partir de los productos intermedios generan nuevos productos que podrán ser utilizados en otros sectores. *Plantas químicas de consumo: Los productos de consumo son los finales, una vez envasados, con los aditivos correspondientes y la concentración adecuada para su empleo.
  • 5. Sectores de la Industria Química *Minería y metalurgia: Aparecen subsectores según el metal o mineral que traten. Los más destacables son el sector siderúrgico, el del aluminio y el del cobre *Química inorgánica: Incluye la producción de ácidos, bases, óxidos, gases nobles, sales de flúor, de cloro, de bromo, de yodo, de azufre, nitrógeno, fósforo y silicio, entre otras, así como la producción de agua oxigenada y haluros no metálicos. *Química orgánica: Incluye toda la química del carbono y sus derivados. Entre sus subsectores se incluye la química farmacéutica, perfumería y cosmética. *Química agrícola industrial: Se ocupa de aumentar el aprovechamiento de los productos agrícolas, especialmente los no alimentarios. Se persigue la máxima explotación de los recursos vegetales.
  • 6. Fabricación y Operaciones Unitarias *La fabricación puede resumirse en el abastecimiento de materias primas, operaciones acondicionamiento de las materias reacciones químicas, las operaciones físicas de primas, las físicas de separación de los productos y el acondicionamiento y envasado de los productos. *Podemos definir una operación unitaria como cada una de aquellas operaciones básicas en las que puede descomponerse cualquier proceso químico
  • 7. Acondicionamiento de las materias primas y productos *Trituración y molienda: Reducen el tamaño de las partículas de sólidos. *T amizado: Separa las partículas que llegan a él, deja pasar algunas a través de la malla y retiene otras. *Mezclado de sólidos y pastas: Puede realizarse mediante agitadores de paletas, de turbina o de hélice. *Circulación de productos: Comprende la circulación de fluidos por conducciones, el paso a través de un lecho sólido y el movimiento de las partículas sólidas en el seno de un fluido. Para impulsar los gases se usan compresores, sopladores, ventiladores y eyectores. Para impulsar líquidos se usan bombas centrífugas, bombas volumétricas y tornillos deArquímedes.
  • 8. Las Reacciones Químicas *Se llevan a cabo en recipientes conocidos como reactores químicos. Existen varios tipos: *De tanque agitado: se utilizan para reacciones homogéneas entre líquidos y gases. *Reactores tubulares. Son adecuados para reacciones en fase gaseosa. *Reactores de lecho fijo, móvil o fluido. En ellos los gases circulan a través de un lecho de partículas catalíticas que pueden estar fijas o no, de lo cual depende el tipo de reactor. *Hornos rotatorios. Se usan en la industria del cemento. *Reactores de película descendente. En ellos una delgada capa de líquido resbala por la pared de un tubo, entrando en contacto con un gas que fluye a contracorriente. *Fermentadores: Se usan en las reacciones con microorganismos. *Reactores fotoquímicos. Incorporan dispositivos luminosos para llevar a cabo reacciones activadas por energías de frecuencias determinadas. *Reactores electroquímicos. Obtienen los productos de la reacción sobre los electrodos, donde se lleva a cabo una reacción electroquímica.
  • 9. Operaciones de separación de materia *Destilación simple, que consiste en hervir la mezcla líquida condensando aparte los vapores que forman el destilado. *Destilación a reflujo o fraccionada, parte del condensado se devuelve a la columna de destilación. *Destilación por arrastre de vapor, se inyecta vapor de agua recalentado a la mezcla que se quiere destilar. Así las sustancias se evaporan más fácilmente y se separan a menor temperatura. *Absorción y desorción. la absorción consiste en poner en contacto una mezcla gaseosa con un líquido para que se disuelvan o queden retenidos ciertos componentes gaseosos y así se libere de ellos el gas resultante. La desorción es la operación inversa a la absorción y suele facilitarse mediante el arrastre o por otro gas inerte.
  • 10. Operaciones de separación de materia (cont.) *Extracción. Es una operación basada en la disolución selectiva de uno o varios componentes de una mezcla sólida o liquida. *Adsorción y desorción. La primera es la retención de algunos componentes de una mezcla líquida o gaseosa en la superficie de un sólido. La desorción es la operación inversa. *Intercambio iónico. Se basa en la facilidad de ciertas sustancias para intercambiar algunos iones que forman parte de su composición por iones de un líquido que circula a través. Según qué iones pueda intercambiar la resina, se conocerá como resina de intercambio catiónico, o resina de intercambio aniónico. *Cristalización. Generalmente, en el seno de disoluciones líquidas sobresaturadas.
  • 11. Operaciones de separación de materia (cont.) *Secado. Los secadores calientan el producto sin entrar en contacto con la fuente de calor o lo ponen en contacto con una corriente de aire caliente y seco. *Liofilización. El agua se elimina por sublimación. Se utiliza mucho en productos alimenticios y, en general, en productos cuyas propiedades se alterarían mediante un secado a base de calor. *Filtración. Se usan para sólidos suspendidos en un líquido o para sólidos suspendidos en un gas. * Ósmosis inversa. Se separa el disolvente mediante una membrana gracias a la aplicación de una presión superior y en sentido contrario a la presión osmótica. *Sedimentación. Por diferencia de densidad, las sustancias sólidas se depositan en el fondo. *Flotación. Es la separación de un líquido y partículas sólidas recubiertas de burbujas de aire. *Centrifugación. Un campo de fuerza superior a la gravedad actúa separando fases de densidades demasiado parecidas.
  • 12. Almacenamiento de materiales *Sólidos. Pueden almacenarse a la intemperie si no resultan alterados. Si los sólidos no resisten a la acción atmosférica, se almacenan en silos donde se descargan por transporte neumático o mediante medios mecánicos. *Líquidos. Se almacenan en tanques cilíndricos de poca altura. Cuando se trata de líquidos inflamables y volátiles, el techo es flotante y descansa directamente sobre el líquido. Así se reduce al máximo el cúmulo de vapor por encima del líquido y el riesgo de inflamabilidad. *Gases. Los gases fácilmente licuables se almacenan como líquidos, a temperatura ambiente y a presión, en tanques esféricos. Si son difíciles de licuar, es mejor almacenarlos a baja temperatura que a elevada presión.
  • 13. *INDUSTRIA QUIMICA, TECNOLOGÍAY MEDIO AMBIENTE *La química industrial produce un incremento de la calidad de vida de la sociedad, pero esto tiene un alto precio: la generación de residuos que provocan un grave perjuicio al medio ambiente, como son: *Emisiones a la atmósfera *La lluvia ácida *El “smog” *El efecto invernadero *Contaminación por humos y partículas