FELDER R

Análisis y Síntesis de Procesos Químicos

ACTIVIDADES PROPIAS DE UN
INGENIERO QUÍMICO DE PROCESOS
Ejemplo 1:
Un ingeniero químico, de la división de investigación y desarrollo de una compañía, descubrió
que si mezcla dos reactivos en cierta proporción a elevadas temperaturas, obtiene un producto más
valioso que la suma del valor de ambos reactivos. La compañía contempla la posibilidad de
fabricarel producto utilizando el proceso basado en esta reacción. A esta altura, el asunto se
transforma en un problema de ingeniería o, más precisamente, en un centenar de problemas de
ingeniería de procesos.
a. ¿En qué recipiente habría de llevarse a cabo la reacción? ¿Un tubo largo? ¿Un tanque grande?
¿Varios tanques más pequeños? ¿Un tubo de ensayo extremadamente grande? ¿Qué tan grande?
¿Construidode que material? ¿Debe de calentarse?, si fuera así, ¿Cuánto y cómo? ¿Con un
calentador eléctrico por dentro o por fuera del reactor? ¿Mediante el paso de un fluido caliente a
través de un serpentín dentro del reactor? ¿Calentando los reactivos antes de introducirlos al
reactor? ¿Acaso la reacción suministra su propio calor, de manera que solo se requiera
calentamiento al principio? Si así fuera¿Puede llegar a “dispararse” por si sola, y posiblemente
explotar? ¿Deberían introducirse medidas de control para evitar esta posibilidad? ¿De qué tipo?
b. ¿Dónde deberían obtenerse los reactivos? ¿Se deberían comprarlos o fabricarlos? ¿En qué
proporciones deberían alimentarse el reactor?
c. El efluente del reactor, que contiene al producto y al reactivo no consumidos, ¿Debería venderse
tal cual, oconvendría separar el producto de los reactivos, enviando estos últimos nuevamente
al reactor? Si la separación fuera deseable, ¿Cómo puede efectuarse? ¿Podría ser mediante el
calentamiento de la mezcla y la eliminación y condensación de los vapores, que serán más ricos
en la sustancia más volátil que la mezcla original? ¿Mediante la adición de otra sustancia que
absorbe el producto y que esinmiscible con los reactivos, y la posterior separación de las dos
fases mecánicamente? Si todos los materiales del proceso son gases a temperatura de reacción,
¿Podría enfriarse la mezcla hasta una temperatura a la cual el producto condensa no así los
reactivos, o viceversa, o si son líquidos puede enfriarse la mezcla hasta una temperatura a la
cual cristaliza el producto? Si se elige alguna de estasalternativas, ¿Qué clase de equipo se
necesita? ¿De qué tamaño? ¿De qué material? ¿Cuáles son las necesidades de calentamiento o
enfriamiento? ¿Se requieren controles a fin de mantener la operación del proceso dentro de los
límites rígidos? ¿Qué clase de controles? ¿Deberían estos ser manuales o automáticos?
d. ¿Cómo debería transportarse las corrientes de reactivos y productos hacia y desde elreactor, los
equipos de calentamiento, enfriamiento y separación involucrados en el proceso? ¿Por
gravedad, desde un tanque de alimentación elevado? ¿Con bombas, o sopladores, o
compresores, o bandas transportadoras? ¿De qué tipo? ¿De qué tamaño? ¿En qué tuberías y de
que material?
e. ¿Se sabe suficiente acerca del sistema de reacción como para contestar todas estas preguntas, o
se requeriránestudios de laboratorio complementarios? ¿Pueden emplearse los datos de
laboratorio en forma directa para el diseño de la planta industrial, o serían necesarias
experiencias a nivel de la planta piloto para asegurar buenos resultados? ¿Una planta piloto a
que escala respecto de la industria?
f. ¿Qué podría salir mal en el proceso, y que podría hacerse si y cuando ocurra?
g. ¿Se producen materiales dedesecho a partir del proceso? ¿En qué cantidades? ¿Son
potencialmente dañinos si se les libera sin tratamiento al medio ambiente? ¿Si así fuera, en que
Ing. Manuel José JIMENEZ ESCOBEDO

1

Análisis y Síntesis de Procesos Químicos
forma? ¿Qué debiera hacerse a fin de reducir los peligros de polución? ¿Tratamiento químico de
los desechos? ¿Colocar los desechos líquidos y sólidos en recipientes,...