Esta asignatura describe los procesos de polimerización reales que se producen
en los reactores de las plantas industriales, haciendo hincapié en los
diferentes tipos de procesos, de reactores y de materiales obtenidos, así como
en los diversos modos de reciclado de los mismos.
Procesos de producción y reciclado
100499
2023-24
MÁSTER UNIVERSITARIO EN ALTA ESPECIALIZACIÓN EN PLÁSTICOS Y CAUCHO
4
OBLIGATORIA
Cuatrimestral
Castellano
La asignatura se incluye dentro del contexto tecnológico del programa, Módulo
II "Tecnología de polímeros", y suministra el conocimiento de la producción y
el reciclado de materiales polímeros. La formación adquirida posibilitará la
introducción del alumno a la ingeniería de polímeros, relacionada con la
producción de materiales a nivel industrial. También se tratan los métodos y
las tecnologías actuales del reciclado de polímeros.
La asignatura está dirigida a conocer los principales procesos y los
principios básicos en los que se fundamenta la ingeniería de procesos,
particularizada a la fabricación de materiales poliméricos.
Para ello se comenzará por describir la industria del sector y sus
particularidades. Se destacarán los aspectos particulares de los materiales
plásticos y sus disoluciones, en cuanto a los fenómenos de transporte de
propiedades extensivas: cantidad de movimiento, energía y materia.
A continuación se describirán los aspectos cinéticos de las diferentes
reacciones de polimerización y su aplicación al diseño de reactores de
polimerización. Se comentarán aquellos procesos industriales de mayor relieve
para materiales poliméricos termoplásticos, termoestables y elastómeros.
Por último se destacarán las particularidades de la gestión de los residuos
plásticos y su reutilización a través de las dos principales vías de
reciclado: mecánico y químico.
Tema 1 - Introducción. Introducción histórica. Importancia
económica de los procesos de polimerización industriales. Conceptos básicos
sobre los procesos y los productos.
Tema 2 - El transporte de propiedades extensivas en procesos relacionados
con materiales poliméricos. Fundamentos de los balances microscópicos
y macroscópicos de las ecuaciones de conservación de materia, energía y
cantidad de movimiento. Aplicación al caso de los procesos de polimerización.
Planteamiento de la secuencia de etapas implicadas en las reacciones de
polimerización.
Tema 3 - Cinética de reacciones de polimerización. Etapas.
Polimerización en cadena: radical, iónica y coordinativa. Polimerización por
policondensación.
Tema 4 - Reactores de polimerización. Conceptos generales.
Reactores agitados: homogéneos y segregados. Reactores tubulares. Reactores
para polimerización en suspensión.
Tema 5 - Procesos de fabricación de materiales poliméricos termoplásticos.
Poliolefinas. Polímeros acrílicos y estirénicos. Termoplásticos ingenieriles.
Policloruro de vinilo.
Tema 6 - Procesos de fabricación de materiales poliméricos termoestables.
Resinas fenólicas, de amina y epoxi. Poliésteres no saturados.
Tema 7 - Procesos de fabricación de materiales poliméricos elastómeros.
Termoestables: cauchos naturales y sintéticos. Termoplásticos.
Tema 8 - Escalado de procesos de polimerización y seguridad en planta.
Factores de escala. Consideraciones de diseño. Principios básicos de seguridad
en reactores de polimerización. Clasificación de riesgos.
Tema 9 - Los residuos plásticos. Gestión integral de los residuos
plásticos. Alternativas para el aprovechamiento de los residuos plásticos.
Situación actual de la gestión de los residuos plásticos en diferentes
sectores.
Tema 10 - Reciclado mecánico de los residuos plásticos.
Sistemas para la separación de los residuos plásticos por tipos de polímeros.
Tipos de procesos de reciclado mecánico. Perspectivas de evolución del
reciclado mecánico.
Tema 11 - Reciclado químico de residuos plásticos.
Introducción. Tipos de procesos de reciclado químico. Despolimerización.
Gasificación. Craqueo térmico. Craqueo catalítico. Combinación de craqueo
térmico y reformado catalítico. Hidrocraqueo. Situación actual y perspectivas
Práctica 1 - Estudio a escala de laboratorio de la producción de Polietileno
Práctica 2 - Estudio a escala de laboratorio del reciclado catalítico de PEAD
Visita a la Planta de producción de polietileno de REPSOL en Puertollano
Conferencia sobre los residuos plásticos en la Comunidad de Madrid (Urbaser)
Examen final e Informes de prácticas
Objetivos de la asignatura
procesos de reciclado
Temario
Prácticas
Visitas académicas
Conferencias invitadas
Evaluación
CT1.- Aplicación de conocimientos: demostrar que los estudiantes conocen los
fundamentos estructurales y de aplicación de los materiales basados en
plásticos y caucho, aplicando los conocimientos adquiridos y su capacidad de
resolución de problemas en contextos amplios o multidisciplinares relacionados
con su área de especialización.
CT2.- Capacidad de comunicación de conocimientos: que los estudiantes sean
capaces de comunicar, oralmente y por escrito, sus investigaciones y
conclusiones con los fundamentos que las sustentan, tanto a un público
especializado como no experto, de un modo claro, conciso y comprensible.
CT3.-Capacidad de emitir juicios: que los estudiantes sean capaces de integrar
conocimientos y enfrentarse a la complejidad que supone formular juicios a
partir de una información científica y/o técnica. Incluyendo también los
aspectos de reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas ligadas
a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
CE4.- Demostrar que conoce las tecnologías de los procesos de producción,
transformación y reciclado de polímeros, en todas sus variedades de métodos de
procesos industriales y de procesado de materiales.
CE5.- Demostrar que conoce los fundamentos y posibilidades del procesado
reactivo de polímeros, así como el cambio de propiedades y aplicaciones que
pueden resultar de las reacciones de modificación.
CE6.- Demostrar que puede conocer, elegir y valorar los ensayos necesarios
para conocer las prestaciones de los materiales en sus diversas aplicaciones.
También la adecuación y selección de los materiales en función de las
normativas y regulaciones vigentes.
Trabajo presencial (horas)
Este trabajo autónomo consistirá en el estudio de los contenidos teóricos y
prácticos de la asignatura. Para ello, los estudiantes contarán con las
informaciones disponibles en el Aula
Virtual, cuadernos de prácticas, libros de consulta y medios
disponibles en el CSIC informáticos y de biblioteca.
Trabajo no presencial (horas)
Las clases teóricas serán complementadas con seminarios, clases prácticas de
laboratorio, así como con una conferencia de un profesor invitado. Se tiene
prevista la visita a la planta de producción de polietileno de Repsol-YPD en
Puertollano:
MD1.- Discusión después de las conferencias y seminarios con el objeto de
mejorar la enseñanza de carácter práctico.
MD2.- Realización de prácticas en laboratorios con un guión previo para su
mejor seguimiento y entendimiento.
MD4.- En todas las visitas a empresas se imparten explicaciones generales y
particulares del tipo de industria y producto fabricado. Esto se realiza en el
inicio y se continúa durante toda la visita. Los alumnos plantean cuestiones
concretas sobre lo que van viendo.
Los estudiantes deberán haber adquirido al término de la asignatura los
siguientes conocimientos:
Importancia social y económica de los plásticos.
Fundamentos de la ingeniería de procesos en la fabricación de materiales
poliméricos.
Principales procesos industriales para la obtención de materiales poliméricos.
Impacto ambiental de los residuos plásticos y dificultades para su
valorización.
Tecnologías existentes y expectativas para el reciclado de los residuos
plásticos.
Se realizará un examen al finalizar la asignatura (ponderación mínima 90 y
máxima 100)
Se planteará a los estudiantes un problema concreto para resolver, que podrán
hacer en grupo (ponderación mínima 5 y máxima 10)
Handbook of Polymer Reaction Engineering. Thierry Meyer, Jos Keurentjes.
Wiley-VCH Verlag GmbH (2005).
Thermal Safety of Chemical Processes: Risk Assessment and Process Design.
Francis Stoessel. Wiley-VCH Verlag GmbH (2008).
Handbook of petrochemicals production processes Robert A. Meyer. McGraw-Hill
(2005).
Proceeding of 6th Symposium on Feedstock Recycling of Polymeric Materials,
Toledo, Spain, 5 - 7 October 2011, (Ed. J. Aguado), ISBN 978-84-694-7935-3.
Ingeniería Química tomo 3, Flujo de Fluidos (Ed. E. Costa Novella, G. Calleja
Pardo, G. Ovejero Escudero, A. de Lucas Martínez, J. Aguado Alonso, M. A.
Uguina Zamorano), Alhambra Universidad, ISBN 84–205–1119–6 (1985).
Transport Processes and Unit Operations, third Edition, C. J. Geankoplis,
Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, ISBN 0-13-930439-8 (1993).
Feedstock Recycling and pyrolysis of waste plastics: converting waste plastics
into diesel and other fuels, (Ed. J. Scheirs and W. Kaminsky), John Wiley &
Sons Ltd, Chichester, (2006), ISBN: 978 – 0- 470-02152-1.
Ingeniería de Reactores. J.M. Santamaría y col. Editorial Síntesis. Madrid
1999. ISBN 84-7738-665-X
Elements of Chemical Reaction Engineering. H.S. Fogler. Editorial
Prentice-Hall International. New Jersey 1999. ISBN 0139737855.
Este documento puede utilizarse como documentación de referencia de esta asignatura para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios. Para su plena validez debe estar sellado por la Secretaría de Estudiantes UIMP.
Asignatura PROCESOS DE PRODUCCIÓN Y RECICLADO (cód. 100499)
La asignatura se incluye dentro del contexto tecnológico del programa (Módulo II) que suministra el conocimiento de la producción y el reciclado de materiales polímeros. La formación adquirida posibilitará la introducción del alumno a la ingeniería de polímeros, relacionada con la producción de materiales a nivel industrial.
También se tratan los métodos y las tecnologías actuales del reciclado de polímeros.
Con esta asignatura se obtendrán conocimientos fundamentales de la producción industrial de polímeros. Se impartirá por un grupo de profesores especialistas en los diferentes aspectos tratados.
CONTENIDOS
La asignatura está dirigida a conocer los principales procesos y los principios básicos en los que se fundamenta la ingeniería de procesos, particularizada a la fabricación de materiales poliméricos. Para ello se comenzará por describir la industria del sector y sus particularidades. Se destacarán los aspectos particulares de los materiales plásticos y sus disoluciones, en cuanto a los fenómenos de transporte de propiedades extensivas: cantidad de movimiento, energía y materia.
A continuación se describirán los aspectos cinéticos de las diferentes reacciones de polimerización y su aplicación al diseño de reactores de polimerización. Se comentarán aquellos procesos industriales de mayor relieve para materiales poliméricos termoplásticos, termoestables y elastómeros.
Por último se destacarán las particularidades de la gestión de los residuos plásticos y su reutilización a través de las dos principales vías de reciclado: mecánico y químico.
Cuatrimestral
Créditos ECTS: 4
Suárez Muñoz, Inmaculada Concepción
Profesora Titular de Química Física
Universidad Rey Juan Carlos (URJC)
Ballesteros Martín, Carlos
Doctor en Química por la U. Complutense
Director Técnico
Artenius PET Packaging Iberia S.A.
Escola Saez, José María
Profesor Titular de Ingeniería Química
Universidad Rey Juan Carlos (URJC)
Expósito Espinosa, María Teresa
Doctor en Ciencias Químicas (especialidad Química-Física)
Ingeniería Química (Grupo de Polímeros- LATEP)
Universidad Rey Juan Carlos.
Escuela Superior de Ciencias Experimentales y Tecnología (Campus de Móstoles)
Moreno Vozmediano, Jovita
Doctora en Ingeniería Química.
Profesor Titular de Universidad
Universidad Rey Juan Carlos
Paredes Martínez, Beatriz
Profesora Titular de Universidad
Universidad Rey Juan Carlos (URJC)
