Caituo 1 del curso de Tecnologia Quimica ciclo corto

1. TECNOLOGIA QUIMICA
UNIDAD 1.
GENERALIDADES

2. LA QUÍMICA INDUSTRIAL,
TAMBIÉN CONOCIDA CON
EL NOMBRE DE
TECNOLOGÍA QUÍMICA O
INGENIERÍA QUÍMICA.
Rama de la química que se dedica a
transformar compuestos químicos
básicos en otros productos
químicos de gran demanda. La
industria química se ocupa de la
extracción y procesamiento de las
materias primas, tanto naturales
como sintéticas, y de su
transformación en otras sustancias
con características diferentes de las
que tenían originariamente. Estas
transformaciones se llevan a cabo
mediante una serie de reacciones
químicas muy complejas.

3. La domesticación del fuego fue lo que permitió a
la humanidad manipular las primeras artes
químicas, pero hasta el siglo XVI no se percibe una
actividad productiva organizada. El aumento del
nivel de vida y las demandas crecientes de la
población en los países industrializados trajeron
consigo nuevos requerimientos energéticos y de
suministros. Hoy la química es uno de los pilares
de la producción primaria de cualquier país
desarrollado.

4. Industria química: conjunto de actividades
dedicadas a la manufactura de elementos
químicos y de sus compuestos y derivados.
Empresa química: unidad económica de
producción y distribución de los
productos químicos.
Planta química: parte de una empresa
dedicada expresamente a la
producción química.

5. Todo proceso industrial nace en un
laboratorio, donde se hacen los cálculos
precisos, pero el proyecto del proceso en
una planta de producción debe prever
aspectos que no se consideran en un
laboratorio antes de la puesta en marcha
de un proceso de producción. Para ello se
construyen las llamadas plantas piloto,
donde se comprueba la viabilidad del
proceso de fabricación y se evalúan los
rendimientos y los posibles riesgos sobre
un funcionamiento muy parecido al que
tendría la planta definitiva.

6. TIPOS Y SECTORES DE LA INDUSTRIA
QUÍMICA.
Es necesario un estudio detallado en un laboratorio de la viabilidad de las
reacciones, estos estudios previos a la utilización de una reacción con fines
industriales son esenciales y tienen como objetivo el conocimiento de las
condiciones óptimas en las que se debería llevar a cabo una reacción de forma
que se obtenga el máximo rendimiento posible en el menor tiempo; tras estos
primeros estudios se harán ensayos en plantas o instalaciones piloto, momento
en el cual habrá que enfrentarse con los problemas prácticos que se plantean en
las industrias; una vez hecho todo esto, el proceso de producción se llevará a
cabo en la planta industrial.

7. Plantas químicas básicas o de cabecera
Trabaja con materias primas naturales, para fabricar productos sencillos semielaborados
(transforman las materias primas como hulla, petróleo, gas natural, fosfatos, sal o celulosa en
una amplia gama de productos como amoniaco, ácidos, alquitranes, carburantes, abonos,
cauchos sintéticos, explosivos, disolventes, barnices, textiles químicos y plásticos, etc.). Las
materias primas que utilizan las obtienen del aire (oxígeno y nitrógeno), del agua (hidrógeno, el
agua se utiliza como disolvente y reactivo), de la tierra (minerales, carbón y petróleo) o de la
biosfera (madera, caucho, grasas...).

8. Este tipo de industrias se suelen
encontrar en lugares cercanos a
las fuentes de suministro.
Requieren grandes inversiones
financieras en la forma de
capital o de infraestructuras y
dos de las ramas más
importantes de esta industria
son la carboquímica y la
industria petroquímica.

9. Plantas químicas intermedias.
Los productos intermedios son
compuestos estables que pueden
originar cada uno unos cuantos
productos finales, pero que no
son directamente utilizables por
el consumidor. Como ejemplo de
este tipo de productos se pueden
citar el fenol o el cloruro de vinilo,
los cuales pueden producir
diversas resinas y plásticos.

10. Plantas de química fina.
Fabrican productos
intermedios pero de
elevada pureza y rigurosas
especificaciones de
calidad. Son productos
que se emplean en la
fabricación de preparados
farmacéuticos, reactivos
de laboratorio, aditivos de
alimentación, etc.

11. Plantas químicas transformadoras.
Son las que a partir de los
productos intermedios generan
nuevos productos que podrán ser
utilizados en otros sectores. Estos
productos tienen las
características deseadas para su
uso final, pero todavía no poseen
la presentación adecuada para su
consumo. Tienen un gran valor
añadido y están sometidos a una
gran fluctuación en la demanda

12. 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. Una misma industria puede
actuar como transformadora y de
consumo. Son las que a partir de los
productos semielaborados
provenientes de las industrias de
base generan nuevos productos que
saldrán al mercado o bien podrán
ser utilizados en otros sectores.

18. 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.

19. LA MATRIZ PRODUCTIVA

20. LA MATRIZ PRODUCTIVA
El aporte fiscal de las
actividades
comerciales,
industrial, y
agropecuarias,
representaban
aproximadamente el
30% de la recaudación
tributaria nacional.

21. DEBER # 1
Recurso: El archivo de Excel con el listado de las Industrias en la zona 8.
Escoger una ciudad: Guayaquil, Samborondón o Duran (Eloy Alfaro).
Escribir en máximo 8 líneas sobre el desarrollo de la ciudad y luego escoger 10
industrias y clasificarlas en cada sector y tipo de industria según lo visto.

22. FABRICACIÓN Y OPERACIONES UNITARIAS.
La fabricación puede resumirse en el
abastecimiento de materias primas, operaciones
físicas de acondicionamiento de las materias
primas, las reacciones químicas, las operaciones
físicas de separación de los productos y el
acondicionamiento y envasado de los
productos.
Acondicionamiento de las materias primas y
productos. Las más destacadas son:
Trituración y molienda. Reducen el tamaño de
las partículas de sólidos.
Tamizado. Separa las partículas que llegan a él,
deja pasar algunas a través de la malla y retiene
otras.

23. Mezclado de sólidos y pastas. Puede realizarse
mediante agitadores de paletas o agitadores de
bombo.
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.
Reactores químicos. Son recipientes donde se llevan a
cabo las reacciones químicas.

24. Operaciones de separación de materia.
Destilación. Separe los componentes de una
mezcla aprovechando su diferente volatilidad.
Extracción. Es una operación basada en la
disolución selectiva de uno o varios componentes
de una mezcla sólida o liquida.
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.

25. Cristalización. Generalmente, en el seno de
disoluciones líquidas sobresaturadas. Producción
de azúcar.
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. Producción de granulados.
Liofilización. El agua se elimina por sublimación. Se
utiliza mucho en productos alimenticios, en
algunos preparados termolábiles y, en general, en
productos cuyas propiedades se alterarían
mediante un secado a base de calor, ya que
algunos componentes volátiles se perderían y otros
se verían afectados.
Operaciones de separación de materia.

26. Operaciones de separación de materia.
Filtración. Para sólidos suspendidos en un
líquido se usan filtros−prensa o de placas,
rotatorios y centrífugos. Para sólidos
suspendidos en un gas se utilizan filtros de
mangas y electro filtros con electrodos cargados
a varios miles de voltios.
Ósmosis inversa. Se separa el disolvente 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.

27. INDUSTRIA QUIMICA Y MEDIO AMBIENTE
Emisiones a la atmósfera: La contaminación de la atmósfera por
residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos,
pueden poner en peligro la salud del hombre y la salud y
bienestar de las plantas y animales.
La lluvia ácida: Causadas por el azufre de los carburantes, dado
que el azufre está presente en los combustibles fósiles
(petróleo, y sobre todo carbón). Al quemarse este se desprende
dióxido de azufre SO2, que se mezcla con la lluvia y forma ácido
sulfuroso. Si bien su acidez es muy débil la lluvia ácida pone en
peligro el equilibrio ecológico de la superficie terrestre. En otros
subproductos de la combustión se encuentra el anhídrido
sulfuroso, que además puede oxidarse en el aire para dar
anhídrido sulfúrico (otro compuesto gaseoso formado por la
combinación con el oxígeno). Este último, al humedecerse con
la humedad atmosférica da lugar a la formación de ácido
sulfúrico que puede ser vertido a la tierra a través de la lluvia.
El ácido nítrico formado en la atmósfera a partir de óxidos de
nitrógeno generados en las tormentas y desprendidas por
muchas fábricas de productos químicos contribuyen también a
la lluvia ácida.

28. El smog: es ozono a nivel del suelo formado por la
reacción de los contaminantes con la luz solar.
Derivados halogenados: Los productos orgánicos
halogenados tienen propiedades particulares que los
hacen muy deseables para algunas aplicaciones.
Cuando se liberan a la atmósfera, donde persisten,
dando lugar a reacciones perjudiciales para el equilibrio
atmosférico. El triclorometano, el clorotileno o el
tricloruro de metilo se usan para desengrasar metales;
el tetracloroetileno(CCL2=CCL2)para el lavado en seco;
el p−diclorobenceno como repelente de insectos y en
desodorantes; los bifenlios pliriclorados como
herbicidas insecticidas, etc.
Contaminación por humos y partículas: Los humos
producidos por las industrias contienen partículas
sólidas en suspensión que pueden servir de núcleos de
agregación para el agua y producir nieblas más
persistentes que las naturales. Además reducen la
visibilidad y la penetración de la radiación ultravioleta
del Sol.
INDUSTRIA QUIMICA Y MEDIO AMBIENTE

29. INDUSTRIA QUIMICA Y MEDIO AMBIENTE
La capa de ozono: El contenido en dióxido de
carbono de la atmósfera ha venido aumentando
un 0,4% cada año como consecuencia del uso
de combustibles fósiles; la destrucción de
bosques tropicales. La concentración de otros
gases que contribuyen al efecto invernadero,
como el metano y los clorofluorocarbonos, está
aumentando todavía más rápido. El efecto neto
de estos incrementos podría ser un aumento
global de la temperatura, estimado en 2 a 6 °C
en los próximos 100 años. Un calentamiento de
esta magnitud alteraría el clima en todo el
mundo, afectaría a las cosechas y haría que el
nivel del mar subiera significativamente. De
ocurrir esto, millones de personas se verían
afectadas por las inundaciones.

30. INDUSTRIA QUIMICA Y MEDIO AMBIENTE
Contaminación del suelo y agua: Algunos
desechos industriales, incluidos los metales
pesados, se incorporan en los sistemas de
drenaje de aguas de desecho, y así llega hasta
el ciclo del agua con la descarga de desechos en
estado líquido. El Programa Mundial de
Evaluación de Recursos Hídricos calcula que en
los países en vías de desarrollo, el 70 por ciento
de los desechos industriales se descargan sin
recibir tratamiento alguno en el agua y allí
contaminan el suministro de agua apta para el
uso; y con esto el suelo.

31. CONTAMINACIÓN EN ECUADOR
CASO CHEVRON: Entre 1972 y 1992 la empresa extrajo 1.5
mil millones de barriles de petróleo de Ecuador; durante el
proceso intencionadamente vertió 19 mil millones galones
de residuos en la región y derramó 17 millones de galones de
petróleo.
DAÑOS A LA SALUD: Tasas de cáncer en zonas afectadas por
contaminación, tasas de aborto espontáneo en zonas
afectadas por contaminación, tasas de leucemia Infantil en
zonas afectadas por contaminación.
Contaminación del agua: El agua de la zona está
contaminada por toxinas relacionadas a la industria
petrolera. El agua no puede ser utilizada por los pobladores.
Perdida de los Pueblos Originarios: La pérdida de tierra
sufrida por comunidades indígenas a través de la
contaminación y desplazamiento amenaza sus estilos de
vidas y capacidad de reproducción cultural y social.

32. RESIDUOS
Vidrio = 1,87%
Metales = 2,01%
Otros = 4,48 %
Plásticos = 6,09 %
Papeles y Cartones = 15,33 %
Materiales Orgánicos = 67,64
%
LA MATERIA ORGANICA,
PAPELES Y CARTONES SON
BIODEGRADABLES!!!!!
Los residuos que no son biodegradables son EL
PROBLEMA!!!
Cáscara de naranja = 2 años
Papel de revista = 5 años
Bolsa Plástica Fina = 10 -20 años
Bolsa de Plástico gruesa= 20 50 años
Lata de Al = 80 -100 años
Botella de Vidrio = 1.000.000 años
Botella de Plástico = ilimitado
NOTA: el plástico al ser quemado produce gases tóxicos:
(CO2, CNH, ClH, SO2, fosgeno (COCl2), benceno, fenol,
fosfina, etc)

33. TRATAMIENTOS DE LOS RESIDUOS
Relleno Sanitario o Vertedero.
Incineración: Es la quema de residuos
combustibles en hornos o cámaras refractarias
especiales, que permiten controlar la emisión de
partículas y gases contaminantes.
Compostaje: Consiste en un tratamiento de
fermentación que sufren los residuos orgánicos
orgánicos para obtener un abono denominado
denominado compost.
Reciclaje:
Reduce la cantidad de residuos en tus
actividades.
Reutiliza los materiales que pueden ser
reutilizados.
Recicla llevando lo recuperado a los
contenedores o centros de reciclado.

34. TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES
1.- PLANTA DE TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO (PFQ):
En esta planta se almacenan y se efectúan los procesos de
neutralización, oxidación-reducción y precipitación de 6 tipos
de residuos:
•Sales Metálicas
•Residuos Ácidos
•Residuos Crómicos
•Residuos Nítricos
•Residuos Básicos
•Residuos Cianurados
La deshidratación se consigue presurizando las membranas
que fuerzan el escurrido del líquido separándose dos fases:
A.Una sólida (tortas) que son enviadas al depósito de
seguridad.
B.Un efluente líquido que se tratara posteriormente en el
evapo-oxidador.

35. 2.- PLANTA DE EVAPO-OXIDACIÓN (EVOX):
Mediante un proceso de evaporación se produce la concentración con un alto contenido salino,
con el objetivo principal de reducir el volumen del residuo.
El producto concentrado precipitado será estabilizado en la planta de estabilización, y
posteriormente depositado en el depósito de seguridad, y el producto evaporado en el proceso
será agua completamente limpia que posteriormente irá a la atmósfera en forma de vapor.
En el proceso se pueden emitir sustancias volátiles a la atmósfera, por lo que los vapores son
depurados mediante un proceso de termo-oxidación, en el cual por el efecto oxidante del
reactivo utilizado, se conseguirá la depuración completa.
Todo el proceso de depuración oxidativa de los vapores, se realiza a una temperatura
controlada, y usando como oxidante el gas de combustión generado por el combustible.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES

36. 3.- PLANTA DE PILAS Y FLUORESCENTES (PPF):
En esta planta se produce el proceso de reciclado de las pilas y de los fluorescentes.
Todo aquel material que se puede valorizar es tratado por un gestor exterior.
4.- NAVE DE TRANSFERENCIA (NT):
En esta nave, se almacenan provisionalmente los residuos que:
•Esperan ser tratados.
•No pueden ser tratados en el centro.
•Se reacondicionan para el envío a un gestor de residuos autorizado.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES

37. 5.-PLANTA DE ESTABILIZACIÓN DE RESIDUOS (PE):
En esta planta se produce la estabilización, un proceso por el cual se agregan aditivos para
reducir la naturaleza peligrosa de los residuos, o para minimizar la velocidad de migración de un
contaminante en el ambiente o para reducir su nivel de toxicidad.
Con este proceso se:
- Mejora la manipulación y las características físicas de los residuos.
- Limita la solubilidad de cualquiera de los contaminantes presentes.
- Elimina o reduce la toxicidad de los contaminantes.
- Mejora las características físicas y de manejo de los residuos.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES

38. 6.-DEPÓSITO DE SEGURIDAD (DS):
El depósito de seguridad está compuesto por diversas celdas, que se van construyendo a medida que va
avanzando la explotación.
Cada celda consta de 8 capas de sellado en este orden una de polietileno de alta densidad de 1 mm, dos de
bentonita, otras dos de polietileno de alta densidad de 2 mm, una de membrana textil antipunzamiento,
dos de cada lado de hormigón armado en la base.
Los residuos son depositados de manera controlada y compactados, para maximizar la explotación del
vertedero.
Una vez que la celda está llena, se sella la cubierta con 4 capas geosintéticas (por orden de colocación):
•Geotextil antipunzamiento
•Manta de bentonita
•Geomembrana de polietileno de alta densidad (1 mm)
•Geocompuesto de drenaje
Finalmente se cubre con tierra vegetal de la zona para la restauración paisajística de la zona.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES

39. SIGNIFICADO.
PQF: Planta de tratamiento físico-
químico; los residuos van a 6 tanques
donde se evaporan el liquido va a EVOX
y el solido o torta a PE.
EVOX: Evaporizador oxidador
PE: Planta estabilizadora
PPF: Planta de pilas y fluorescentes
NT: Nave de transferencia
DSS: Deposito de seguridad
TRATAMIENTO
DE RESIDUOS
INDUSTRIALES

40. ALMACENAJE 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.
Líquidos. Se almacenan en tanques cilíndricos de poca altura.
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.
VER NORMA INEN 2288 Y 2266.
TALLER 1.

41. ASME es el acrónimo de American Society of
Mechanical Engineers (Sociedad Americana de
Ingenieros Mecánicos). Es una asociación de
profesionales, que ha generado un código de
diseño, construcción, inspección y pruebas para
equipos, entre otros, calderas. Este código tiene
aceptación mundial y es usado en todo el mundo.
ASMI es el Instituto Nacional Estadounidense de
Estándares (ANSI, por sus siglas en
inglés: American National Standards Institute) es
una organización sin fines de lucro que supervisa
el desarrollo de estándares para productos,
servicios, procesos y sistemas en los Estados
Unidos. ANSI es miembro de la Organización
Internacional para la Estandarización (ISO)
ISO 9000 Y ISO 10013

42. SIMBOLOGIA ASME

43. EJEMPLO SIMPLE DE ELABORACIÓN DE MADERA
TORNEADA

44. EL TORNO
Los tornos empleados en la
industria mecánica, también se
utilizan tornos para trabajar
la madera, la ornamentación
con mármol o granito.
El nombre de "torno" se aplica
también a otras máquinas
rotatorias como por ejemplo el
torno de alfarero o el torno dental.
Estas máquinas tienen una
aplicación y un principio de
funcionamiento totalmente
diferentes de las de los tornos
descritos en este artículo.

45. Esquemas abreviados y diagramas de
flujos
Existen de dos tipos:
Operacionales esquemáticos
y constructivos. Ambos
tipos han sido normalizados.

46. Los esquemas o diagramas tipos ISO permiten diagramar los procesos de manejo de personal,
manufactura, y servicios.

47. DIAGRAMA DE FLUJO ESQUEMATICO.
Produce el curso del proceso en forma abstracta. Ofrece al conocedor entrenado en la lectura de tales
representaciones una panorámica rápida y clara del curso del proceso químico.
NORMATIVA:
Nombres de los productos de partida y finales dentro de rectángulos.
Aparatos y procesos de fabricación se representan por números sucesivos incluidos en cuadrados.
Energías como letras en el interior de círculos.
Líneas gruesas para el proceso principal.
Líneas finas para los procesos secundarios.
Línea continua los traspasos de energía .
El significado de los números y las letras se expresa en el margen inferior del dibujo.
Mediante signos especiales al lado de las líneas o sobre ellas se indica si el producto es sólido (puntos), líquido
(línea ondulada) o gaseoso (dos paralelas delgadas). indicándose el vapor por un trazo corto y grueso.

48. DIAGRAMA DE
FLUJO
ESQUEMATICO.
El estudio de un diagrama de flujo
esquemático se facilitar componiendo el
dibujo en tres partes: la parte superior
presenta las sustancias de partida y,
algo más arriba, pero en la misma parte,
las energías utilizadas. En la parte media
se representa el curso de la producción.
En la parte inferior aparecen los
productos finales (principales y
secundarios) y algo más abajo las
energías desprendidas.

49. El diagrama de flujo esquemáticoreproduce el curso del procesoen forma abstracta. Incluye los
nombres de los productos de partida y finales escritos dentro de rectángulos, los aparatos y procesos
de fabricación se representan por números sucesivos incluidos en cuadrados y las energías como letras
en el interior del círculo.

50. DIAGRAMA DE FLUJO CONSTRUCTIVO
El diagrama de flujo constructivo es
quizá más complejo pero más
instructivo. Utiliza esquemas que
representan aparatos y máquinas con
simbolismo gráfico. Las energías
aportadas y obtenidas solamente se
incluyen en casos excepcionales.
El diagrama de flujo constructivo es
legible y comprensible para los no
químicos.

51. La secuencia en que se realizan los pasos del
proceso.
El tipo de operación mediante un símbolo.
Operación.
Transporte.
Inspección
Demora
Almacenamiento.
El tiempo neto en que se realiza la operación.
El tiempo total empleado para realizar las
operaciones.
Las demoras incurridas (por diferencia entre los dos
tiempos anteriores).
Iniciación en: definir el momento preciso en que
comience el proceso.
Terminación en: definir el momento preciso en que
finaliza el proceso.
DIAGRAMA DE FLUJO
CONSTRUCTIVO

52. DIAGRAMA CONSTRUCTIVO: EQUIPOS

53. EJEMPLOS DE
EQUIPOS USADOS
EN LA
SIMBOLOGIA
ASME PARA
ESQUEMA
CONSTRUCTIVO