Diseño de Procesos en Ingeniería Química
(Curso Académico 2022 - 2023)

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• 20 - Capacidad para el análisis, diseño, simulación y optimización de procesos y productos

• T4 - Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Química Industrial.
• T5 - Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.
• T9 - Capacidad de trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar.

• O3 - Capacidad de expresión oral.
• O4 - Capacidad de expresión escrita.
• O6 - Capacidad de resolución de problemas.
• O7 - Capacidad de razonamiento crítico/análisis lógico.
• O9 - Capacidad para trabajar en equipo de forma eficaz.
• O10 - Capacidad para diseñar y desarrollar proyectos.
• O11 - Capacidad para la creatividad y la innovación.
• O14 - Capacidad de evaluar.
• O15 - Capacidad para el manejo de especificaciones técnicas y para elaboración de informes técnicos.

• CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

Dr. D. José Juan Macías Hernández

Tema 1. Conceptos básicos del diseño
Contenidos:
•    Se hace una descripción de cómo se realizan los proyectos de diseño de plantas químicas (básicamente las tres etapas, conceptual, básica y detalle) además de los roles profesionales (ingenieros químicos, eléctricos, mecánicos, de tuberías, de seguridad, financieros, etc.) que participan en cada etapa. Se estiman 4 horas trabajo presencial y 6 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Proponer distintos procesos químicos y buscar información en la Web.
Tema 2. Diagramas de procesos químicos
Contenidos:
•    Elaboración y manejo de distintos tipos de diagramas para Ingeniería Conceptual e Ingeniería Básica (diagramas de bloques, de flujo de proceso, P&ID, etc). Se estiman 8 horas trabajo presencial y 12 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar distintas actividades con diagramas de proceso de distinto tipo. Por ejemplo, análisis de P&ID para elaborar diagramas de flujo y de bloques.
Tema 3 Localización y distribución de equipos en planta
Contenidos:
•    Factores que afectan la localización de una planta química.
•    Métodos de elección de localización
•    Factores de la distribución en planta de los equipos e instalaciones.
•    Se estiman 12 horas trabajo presencial y 18 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios de aplicación de métodos de localización
•    Ejercicios de distribución de equipos en planta
Tema 4. Estimación de los costes del capital
Contenidos:
•    Índice de coste de plantas químicas, CPI
•    Estimación de coste de capital (inversión). Método de Guthrie, factores de Williams, método de Wilson y método de la unidad funcional.
•    Introducción a herramientas de cálculo de coste preliminar de inversión y producción, CAPCOST
•    La incertidumbre en la estimación de costes. Método de Montecarlo.
•    Se estiman 4 horas trabajo presencial y 6 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios manuales de cálculo de inversión en equipos
•    Ejercicio con CAPCOST y efecto de simulación Montecarlo.
Tema 5. Estimación de los costes de la producción
Contenidos:
•    Apartados en el cálculo de coste de producción
•    Coste de las materias primas y productos. Transporte. INCOTERMS
•    Costes de los servicios de electricidad, vapor, fuel, etc.
•    Costes de mano de obra, distribución de equipos de trabajo y organigramas en la empresa.
•    Se estiman 8 horas trabajo presencial y 11 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios manuales de coste de producción utilizando diferentes fuentes y métodos
Tema 6. Análisis y evaluación económica de procesos químicos
Contenidos:
•    El valor temporal de dinero. Tasa de interés.
•    Evaluación de alternativas de inversión en equipos
•    Flujos de caja, CashFlow, Payout, ROI, VAN, Marginalidad, TIR
•    Se estiman 8 horas trabajo presencial y 12 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Ejercicios de cálculo de diferentes parámetros financieros, selección de alternativas de proyecto.
Tema 7. Análisis y Síntesis de Procesos. Nivel 1
Contenidos:
•    Introducción al Diseño Conceptual. Análisis y Síntesis de Procesos.
•    Diagramas de bloques típicos, entrada-salida, recirculación, separación e integración energética
•    Jerarquía de decisiones, sistema basado en reglas
•    Información básica para el diseño
•    Nivel 1. Continuo-Discontinuo Se estiman 3 horas trabajo presencial y 4,5 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Búsqueda de información básica para el proceso de diseño conceptual
•    Problemas de elección de sistemas continuos o discontinuos
Tema 8. Síntesis de Procesos. Nivel 2. Entrada - Salida
Contenidos:
•    El ejemplo de la Hidro alquilación del Tolueno. Nivel 2, Sistema de Entrada Salida
•    Alternativas de diseño. Reglas para tener en cuenta
•    Determinación del número de corrientes de proceso (código de destino)
•    Variables de diseño
•    Balance de Materia basado en las decisiones
•    Cálculo del potencial económico de nivel 2.
•    Se estiman 3 horas trabajo presencial y 4,5 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar los balances de la HDA del Tolueno para diferentes alternativas
•    Cálculo del potencial económico
•    Realización de diferentes casos (etilenglicol, acetona, etc.)
Tema 9. Síntesis de Procesos. Nivel 3. Recirculación
Contenidos:
•    Sistemas de reacción y recirculación. Reglas de diseño. Anhídrido Acético
•    Determinación de tipo y número de corrientes de recirculación
•    Variables de diseño
•    Balance de Materia basado en las decisiones
•    Cálculo del potencial económico de nivel 3.
•    Se estiman 4 horas trabajo presencial y 6 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar los balances de la HDA del Tolueno para diferentes alternativas en recirculación
•    Cálculo del potencial económico para el HDA
•    Realización de diferentes casos
Tema 10. Síntesis de Procesos. Nivel 4. Separación
Contenidos:
•    Elección del Sistema de separación requerido.
•    El Sistema de separación de líquido. Reglas. Secuencia de separación.
•    El Sistema de recuperación de gases. Reglas.
•    Variables de diseño
•    Balance de Materia basado en las decisiones
•    Cálculo del potencial económico de nivel 4.
•    Se estiman 3 horas trabajo presencial y 4,5 horas de trabajo autónomo.
Actividades:
•    Realizar los balances de la HDA del Tolueno para diferentes alternativas de separación
•    Cálculo del potencial económico para el HDA
•    Realización de diferentes casos
Tema 11. Síntesis de Procesos. Nivel 5. Conceptos de Integración Energética básica
Contenidos:
•    La eficiencia energética y su necesidad.
•    La técnica del pinzamiento. Introducción
Actividades:
•    Identificación de corrientes calientes y frías
•    Se estiman 1 horas trabajo presencial y 1,5 horas de trabajo autónomo.

- Resolución de ejercicio escrito (problemas de cálculo) en inglés. Al alumno se le asigna un ejercicio práctico de evaluación económica en ingles que deberá entregar en los plazos que se especifiquen.
- Exposición oral en inglés. Al alumno se le asignará un tema específico de la materia que deberá exponer inglés (máximo 10 min).
- Búsqueda de información en inglés. El alumno deberá buscar información en bases de datos generales o específicos de casos concretos que se le asignarán y deberán realizar un resumen por escrito de las mismas.
- Se usarán vídeos explicativos en inglés (5-15 min) sobre temas específicos desarrollados en clase y se debatirá su contenido en el aula.

Se impartirán clases magistrales, seminarios, resolución de casos prácticos, ejercicios prácticos mediante ordenador y exposiciones orales y escritas. Con el objetivo de enriquecer tanto el contenido como la forma de impartir la asignatura, se realizarán actividades de conferencias dirigidas a los alumnos desde el sector industrial o empresarial de acuerdo a su disponibilidad, sin que ello suponga una disrupción de horarios o mayor carga. Así mismo, y con el mismo objetivo se programará la visita a una industria, dentro de la disponibilidad de la empresa y de acuerdo con el alumnado y profesorado del curso.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas o de problemas a grupo completo	28,00	0,00	28,0	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O4], [O3], [T5], [T4], [20]
Clases prácticas en aula a grupo mediano o grupo completo	23,00	0,00	23,0	[CB2]
Realización de trabajos (individual/grupal)	0,00	0,00	0,0	[CB1], [O9], [O7], [O6], [T5], [T4], [20]
Estudio/preparación de clases teóricas	0,00	45,00	45,0	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [T5], [T4], [20]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	20,00	20,0	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O3], [T5], [T4], [20]
Preparación de exámenes	0,00	7,00	7,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [T5], [T4], [20]
Realización de exámenes	7,00	0,00	7,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [O4], [T5], [T4], [20]
Asistencia a tutorías, presenciales y/o virtuales, a grupo reducido	2,00	0,00	2,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O4], [O3], [T5], [T4], [20]
Actividades virtuales (Búsqueda de información, aula virtual, etc.)	0,00	18,00	18,0	[CB4], [CB3], [CB2], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [O4], [T9], [T5], [T4], [20]
Total horas
Total ECTS

·         Sinnott R., Towler.G. Diseño en Ingeniería Química, 5ª Ed., Reverte (2012).
·         Turton R. y cols., Analysis, Synthesis and Design of chemical Process,2ª ed., Prentice Hall (2003).
·         Peter & Timmerhaus. Plant Design and Economics for Chemical Engineers; 5ª Ed. McGraw-Hill, (2003).
·         Douglas, J.M., Conceptual design of Chemical Processes, Ed. Mc Graw-Hill, (1988)

·         Green D., Perry R. Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8ª Edition, Ed. McGraw-Hill, 2007.
·         Humphreys KK. Jelen’s cost and optimizations engineering, 1ª Ed.McGrawHill, 1991.
·         Ulrich G. A guide chemical engineering process design and economics, 1ª Ed, John Wiley and son, 1989.

Los que se pongan a disposición en el Aula virtual de la ULL.

El siguiente sistema de evaluación se rige por el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna aprobado en Consejo de Gobierno el 21 de junio de 2022 (BOULL del 23 de junio de 2022), o el que la Universidad tenga vigente, además de por lo establecido en la Memoria de Modificación vigente de la titulación.

Evaluación Contínua:
Para poder acogerse al sistema de evaluación continua el alumno deberá haber presentado al menos el 80% de las actividades y haberlas superado. Los alumnos agotaran la convocatoria por evaluación continua si se presentan a todas las actividades aunque las hubieran suspendido si todas las actividades a las que se han presentado constituyen el 50% de la calificación.

Los alumnos que no realicen la evaluación continua serán evaluados por la prueba final. La evaluación continua se basa en la realización de las siguientes pruebas o actividades (pruebas de respuesta corta, informes, proyectos). El número previsto de pruebas son 8 que se van desarrollando a lo largo del curso. Todas las pruebas tienen la misma ponderación y contribuyen al 50% de la nota de la asignatura.

La prueba final (primera convocatoria solamente) permitirá la recuperación de las actividades desarrolladas en la evaluación continua o mejorar su calificación. Dicha prueba consistirá en un ejercicio escrito de teoría (30%) y problemas (70%). LA prueba final contribuye al otro 50% de la asignatura.

No se respetan las notas de la evaluación continua en la segunda convocatoria de la asignatura

Evaluación única:
La evaluación única estará constituida por un ejercicio escrito de teoría (30%) y problemas (70%).

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[CB4], [CB3], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O6], [O4], [T5], [T4], [20]	Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Se valora los conocimientos y su aplicación efectiva o práctica. Su creatividad, organización mental, expresividad y juicio crítico. Evaluación Continua 50% Evaluacion Unica 100%	50,00 %
Pruebas de respuesta corta	[CB4], [CB3], [CB1], [O15], [O14], [O11], [O10], [O7], [O3], [T5], [T4], [20]	Dominio de los conocimientos teóricos de la materia. Se valora los conocimientos claros y precisos. Evaluacion Continua	20,00 %
Trabajos y proyectos	[CB4], [CB3], [CB2], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O4], [O3], [T9], [T5], [T4], [20]	Dominio de los conocimientos teóricos y operativos de la materia. Se valora el dominio de la expresión escrita y oral, así como, la interacción, organización y comunicación entre los participantes en un entorno multidisciplinar. Evaluación Continua	15,00 %
Informes memorias de prácticas	[CB4], [CB3], [CB2], [O15], [O14], [O11], [O10], [O9], [O7], [O6], [O4], [O3], [T9], [T5], [T4], [20]	Participación activa en todas las actividades de la asignatura. Se valorará la actitud, su atención, su trabajo, asistencias a tutorías, conducta, etc... Evaluación Continua	15,00 %

La asignatura se desarrolla en 15 semanas de clase según la siguiente estructura:
·         1 horas a la semana de teoría en el Aula.
·         1 horas de ejercicios prácticos en el Aula.
·         2 horas de ejercicios prácticos en grupo grande en el Aula de Informática
* La distribución de las actividades por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema 1	Conceptos básicos, Prácticas aula informática, Actividad plataforma. Trabajo en grupo sobre caso práctico. Evaluación mediante cuestionario	4.00	6.00	10.00
Semana 2:	Tema 2	Diagramas de flujo, Prácticas, Actividad plataforma, Programas de software específico	4.00	6.00	10.00
Semana 3:	Tema 2	Prácticas aula informática. Trabajo en grupo tipos de localización de procesos. Evaluación mediante cuestionario	4.00	6.00	10.00
Semana 4:	Tema 3	Localización y distribución, Prácticas aula informática, Actividad plataforma ejercicios de localización, casos prácticos	4.00	6.00	10.00
Semana 5:	Tema 3	Desarrollo de problemas y ejercicios prácticos. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 6:	Tema 3	Desarrollo de problemas y ejercicios prácticos. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 7:	Tema 4	Estimación de los costes del capital y de la producción, Prácticas aula informática Actividad plataforma, Ejercicios sobre evaluación económica. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 8:	Tema 5	Análisis económico de procesos químicos, Prácticas aula informática Actividad plataforma, Foro de debate sobre la ética y la profesión). Ejercicios interés, impuestos y amortizaciones.	4.00	6.00	10.00
Semana 9:	Tema 5	Prácticas aula informática. Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito (4)	4.00	6.00	10.00
Semana 10:	Tema 6	Evaluación económica de procesos químicos, Prácticas aula informática. Actividad plataforma	4.00	6.00	10.00
Semana 11:	Tema 6	Prácticas aula informática. Casos prácticos de evaluación de proyectos. Aplicación del VAN, TIR, Evaluación mediante cuestionario y ejercicio escrito	4.00	6.00	10.00
Semana 12:	Tema 7	Análisis y Síntesis de Procesos. Síntesis de Procesos. Introducción	3.00	4.50	7.50
Semana 13:	Tema 8	Síntesis de Procesos. Nivel 2. Entrada - Salida	3.00	4.50	7.50
Semana 14:	Tema 9 Tema 10 Tema 11	Síntesis de Procesos. Nivel 3. Recirculación Síntesis de Procesos. Nivel 4. Separación Síntesis de Procesos. Nivel 5. Conceptos de Integración Energética basica	3.00	4.50	7.50
Semana 15:	Semanas 15 a 16	evaluación y trabajo autónomo del alumnado	7.00	10.50	17.50
Semana 16 a 18:			0.00	0.00	0.00
Total			60.00	90.00	150.00