Upload
mrio2
View
64
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Apuntes QOI
Citation preview
QUÍMICA ORGÀNICA INDUSTRIALQUÍMICA ORGÀNICA INDUSTRIAL
QUÍMICA ORGÀNICA INDUSTRIALQUÍMICA ORGÀNICA INDUSTRIALÍ
Menció de Química Industrial.Menció de Química Industrial.
QUÍMICA
Assignatura optativaAssignatura optativa: 3 crèdits: 3 crèdits1er quadrimestre1er quadrimestrePeríode lectiuPeríode lectiu: del 19/11/2012 al : del 19/11/2012 al 18/01/201318/01/2013HorariHorari: dimarts i: dimarts i dujousdujous de 10 a 12hde 10 a 12hHorariHorari: dimarts i : dimarts i dujousdujous de 10 a 12hde 10 a 12hAulaAula: 105: 105
Joan Carles RondaJoan Carles RondaJoan Carles RondaJoan Carles Ronda
Àrea de Q. Orgànica. Àrea de Q. Orgànica.
Despatx 319 . Despatx 319 . pp
juancarlos.rondajuancarlos.ronda@@urv.caturv.cat
QUÍMICA ORGÀNICA INDUSTRIALQUÍMICA ORGÀNICA INDUSTRIALÍ
A i t t tiA i t t ti 6 èdit6 èdit
ENGINYERIA QUÍ)MICA
Assignatura optativaAssignatura optativa: 6 crèdits: 6 crèdits1er quadrimestre1er quadrimestrePeríode lectiuPeríode lectiu: del 06/09/2012 al : del 06/09/2012 al 21/12/201221/12/2012HorariHorari: dimarts i dijous de 15 a 17h: dimarts i dijous de 15 a 17hAulaAula: 118: 118
Joan Carles RondaJoan Carles RondaJoan Carles RondaJoan Carles Ronda
Àrea de Q. Orgànica. Àrea de Q. Orgànica.
Despatx 319 . Despatx 319 . pp
juancarlos.rondajuancarlos.ronda@@urv.caturv.cat
Q.O.IndQ.O.Ind. Programa. Programa
Tema 1. Tema 1. Introducció i objectiusIntroducció i objectius
Tema 2Tema 2 Energia i matèries primeres d’us industrialEnergia i matèries primeres d’us industrialTema 2. Tema 2. Energia i matèries primeres d us industrialEnergia i matèries primeres d us industrial
Tema 3. Tema 3. Productes bàsics d’un àtom de carboniProductes bàsics d’un àtom de carboni
Tema 4.Tema 4. OlefinesOlefinesTema 4. Tema 4. Olefines Olefines
Tema 5. Tema 5. Alquins i diens Alquins i diens
Tema 6. Tema 6. Productes de síntesi amb COProductes de síntesi amb CO
Tema 7. Tema 7. Productes de transformació de l’etilèProductes de transformació de l’etilè
Tema 8. Tema 8. Productes de transformació del propilèProductes de transformació del propilèp pp p
Tema 9. Tema 9. Derivats alifàtics de cadena curta i superiorsDerivats alifàtics de cadena curta i superiors
Tema 10. Tema 10. Derivats aromàticsDerivats aromàtics
Tema 11. Tema 11. Sostenibilitat i producció industrial: Productes a partir deSostenibilitat i producció industrial: Productes a partir de
matèries d’origen renovablematèries d’origen renovable
Q.O.IndQ.O.Ind. Bibliografía. Bibliografía1.1.-- K. K. WeissermelWeissermel, H.J. Arpe “Química Orgánica Industrial” Ed. , H.J. Arpe “Química Orgánica Industrial” Ed. RevertéReverté
2.2.-- H.H. H.H. SzmantSzmant ““OrganicOrganic BuildingBuilding Blocks of Blocks of thethe ChemicalChemical IndustryIndustry” Ed. John” Ed. JohnWileyWiley & & SonsSons
3.3.-- M.M. M.M. GreennGreenn, H. A. , H. A. WittcoffWittcoff ““OrganicOrganic ChemistryChemistry PrinciplesPrinciples and Industrialand IndustrialPracticePractice” ” Ed. John Ed. John WileyWiley & & SonsSons
4.4.-- H.A. H.A. WittcoffWittcoff, B.G. , B.G. ReubenReuben “Productos Químicos Orgánicos Industriales” “Productos Químicos Orgánicos Industriales” V l 2V l 2 EdEd LiLiVol. 2 Vol. 2 EdEd LimusaLimusa
5.5.-- KirkKirk--OtmerOtmer ““EncyclopediaEncyclopedia of of ChemicalChemical TechnologyTechnology””Ed JohnEd John WileyWiley && SonsSonsEd. John Ed. John WileyWiley & & SonsSons
6.6.-- Ullman’sUllman’s EncyclopediaEncyclopedia of Industrial of Industrial ChemistryChemistry””VCHVCH PublishersPublishersVCH VCH PublishersPublishers
8.8.-- E. P. E. P. YúferaYúfera, Química Orgánica Básica y Aplicada. De la Molécula a la , Química Orgánica Básica y Aplicada. De la Molécula a la Industria Tomos 1 y 2Industria Tomos 1 y 2 EdEd RevertéRevertéIndustria Tomos 1 y 2, Industria Tomos 1 y 2, EdEd RevertéReverté..
7.7.-- P. Y. P. Y. BruiceBruice, Fundamentos de Química Orgánica, , Fundamentos de Química Orgánica, EdEd PearsonPearson PrenticePrentice Hall.Hall.
Q.O.IndQ.O.Ind. Bibliografía. BibliografíaREVISTA : REVISTA : ChemicalChemical & & EngineeringEngineering News. American News. American ChemicalChemical SocietySociety..
Q.O.IndQ.O.Ind. . AvaluacióAvaluacióa.a.-- ExàmenExàmen de preguntes curtes de preguntes curtes 50% de la nota final50% de la nota final
(L'últim dia de classe. (L'últim dia de classe. Grau de QuímicaGrau de Química))
b.b.-- Treball escrit on es presentarà una revisió, Treball escrit on es presentarà una revisió, 50% de la nota final50% de la nota finalsobre la preparació, composició i característiquessobre la preparació, composició i característiquesd’una família de compostos industrials amb un camp d’aplicació definit.d’una família de compostos industrials amb un camp d’aplicació definit.En parelles i una extensió màxima (sense dibuixos) de 10 fulls.En parelles i una extensió màxima (sense dibuixos) de 10 fulls.
•• DetergentsDetergents •• PlastificantsPlastificants •• IgnifugantsIgnifugants•• AntioxidantsAntioxidants•• PigmentsPigments•• Gasolina/gasoilGasolina/gasoil•• ExplosiusExplosius
•• Polímers vinílicsPolímers vinílics•• PolièstersPolièsters•• PoliuretansPoliuretans•• PoliamidesPoliamides
•• Olis lubricantsOlis lubricants•• BiopolímersBiopolímers•• BiocombustiblesBiocombustibles•• AïllantsAïllants•• ExplosiusExplosius
•• Fertilitzants orgànicsFertilitzants orgànics•• PesticidesPesticides•• FungicidesFungicides
•• PoliamidesPoliamides•• Resines fenòliquesResines fenòliques•• Fibres sintètiquesFibres sintètiques•• CautxúsCautxús
•• AïllantsAïllants•• SiliconesSilicones•• ImpermeabilitzantsImpermeabilitzants•• DissolventsDissolvents
•• HerbicidesHerbicides•• PinturesPintures•• LaquesLaques•• VernissosVernissos
•• AdhesiusAdhesius•• SuavitzantsSuavitzants•• FluoropolímersFluoropolímers•• ElastòmersElastòmers
•• ElectrònicaElectrònica•• ElectrodomèsticsElectrodomèstics•• FotografiaFotografia•• ReprografiaReprografia•• VernissosVernissos
•• Tractament d’aiguaTractament d’aigua•• Tractament del paperTractament del paper
•• ElastòmersElastòmers•• FàrmacsFàrmacs•• ColorantsColorants
•• ReprografiaReprografia•• MedicinaMedicina•• etc.etc.
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUS
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSObjectiusObjectiusa) Quins són els principals productes industrials orgànics.
n-octanol o 2-etilhexanol (isooctanol) ???
b) Conèixer les principals vies sintètiques industrials, la seva interrelació i elsb) Conèixer les principals vies sintètiques industrials, la seva interrelació i elsfactors que determinen el procés de producció i el cost final del producte.
c) Estat actual i perspectives de futur de la producció i demanda de productesí iquímics.
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSd) Conèixer les principals aplicacions de les diferents famílies de compostos
orgànics industrials i saber-les relacionar amb l’estructura química i lespropietats d’aquests compostos.
d) Conèixer els aspectes de la producció industrial que necessiten ésserd) Conèixer els aspectes de la producció industrial que necessiten éssermillorats en aplicació de criteris de sostenibilitat i de protecció del mediambient.
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSCanvi de mentalitat.....Canvi de mentalitat.....Fins ara l'únic factor a considerar era obtenir la molècula objectiu.j
sense importar el nº d¡etapes el rendiment el cost dels productes de partençasense importar el n d¡etapes, el rendiment, el cost dels productes de partençareactius i dissolvents utilitzats, l’energia emprada o el volum de residusgenerats.
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSAra cal tenir en compte tot el procés: conversió, núm. de cicles, cost delsproductes utilitzats, energia de reacció i de purificació, volum d’aigua utilitzada,residus generats, etc.
Canvi de mentalitat.....
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSC i d t lit tC i d t lit tCanvi de mentalitat.....Canvi de mentalitat.....
• Matèries primeres
• Energia
• Residus
• Seguretat
• Legislació vigent
• Mecanismes de reacció senzillsMecanismes de reacció senzills
• Ús de catalitzadors
• Matèries primeres econòmiquesMatèries primeres econòmiques
• Reaprofitament i reciclatge
• Control ambientalControl ambiental
• Criteris de sostenibilitat
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSLaLa indústriaindústria químicaquímica ésés ambamb diferènciadiferència elel sectorsector industrialindustrial onon s’hans’han optimitzatoptimitzatmésmés elsels processosprocessos productiusproductius..
EvolucióEvolució dede lala produccióproducció químicaquímica enen versvers l'energial'energia utilitzadautilitzada ii lesles emissionsemissions produïdesproduïdes aaEUEU::
Canvi de mentalitat.....Canvi de mentalitat.....
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUS
AMFAARPAA
AJAASBCAA120
EPACTFFCACERFACRAA
PPAPPVAIEREAANTPAGLCPA
AQAASBCAA
ESAA-AECAFFRAA
FEAPRAIRA
NWPAACODRA/NMSPAA
FCRPAMMPAA
120
110
100
GLCPAABACZARAWRDAEDPOPARECACAAAGCRAGLFWRAHMTUSANEEA
A
NAWCA
WQARCRAAAPA
90
80
70
NEEA
SDWAASARABLRAERDDAAEAWANOPPAPTSA
WQA
NWPA
MPRSAAARPA
RCRAAWLDI
APASWDA
CERCLACZMIA
COWLDAFWLCA
MPRSAACAAACWA
SMCRASWRCA70
60
50
PTSAUMTRCAESAAQGANCPATSCAFLPMARCRANFMACZMAAFRRRPA
SOWA
HMTABLBAFWPCAMPRSA
CZMANCA
FEPCAPWSAMMPA
ESATAPA
SWRCASDWAA
Num
ber o
f
aws Canvi de mentalitat.....Canvi de mentalitat.....
40
30
20
NEPAEQIACAAEPAEEAOSHAFAWRAANPAA
SOWADPA
WSRAEARCFHSA
FCMHSA
NHPAAEPA FIFRA PAATA
FWCA
AQAFOIA
WRPAAFCAFHSA
NFMUA
N L
20
10
01870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
RCFHSANHPAWLDA
FWCAAFWA
AEA
AEPA FIFRA PAA
FAWRAMBCANPSWAIA
NBRAAARHA
YA
FWCABPA
NLRAWPA
Increment de la regulació mediambiental als EEUU
1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUS
“La indústria química està virant progressivament cap a la químicaverda”
“disseny, desenvolupament i adopció de processos químics i productesmanufacturats amb l’objectiu de reduir o eliminar les substàncies perilloses pera la salut humana i per al medi ambient ”a la salut humana i per al medi ambient
Canvi de mentalitat.....Canvi de mentalitat.....
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSProductes químics industrials: aplicacionsProductes químics industrials: aplicacions
-Plàstics -Colorants-PigmentsPlàstics-Fibres-Elastòmers-Pintures
Colorants-Estabilitzants-Medicaments-Pesticides
Pigments-Asfalts-Recobriments-Aïllants
-Vernissos-Adhesius-Carburants
-Adobs-Cosmètics-Perfums
-Papers-Teixits-Explosius
-Olis Lubricants-Tensoactius-Dissolvents
-Aliments-Etc….
p-Recipients-Components elèctrics-Components informàtics
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSImportància de la indústria química.Importància de la indústria química.Dades econòmiques per regions (2009)Dades econòmiques per regions (2009) 20042004
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSImportància de la indústria química.Importància de la indústria química.Distribució geogràfica (2010) i per sectors de la indústria química (2004):
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSL i i l í i d l ó (2011)L i i l í i d l ó (2011)Les principals empreses químiques del món (2011)Les principals empreses químiques del món (2011)
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSé ï (é ï ( ))Els 50 productes més produïts (Els 50 productes més produïts (2005 USA en bilions de lliures2005 USA en bilions de lliures))
26 Ethylene oxide 7.6227 Hydrochloric acid 7.33
1 Sulfuric acid 95.362 Nitrogen 68.04
28 Toluene(i) 6.7329 p-Xylene 6.3430 Cumene 5.6331 Ammonium sulfate 5.24
3 Oxygen 53.484 Ethylene 46.975 Lime(b) 41.236 Ammonia 35.60
32 Ethylene glycol 5.2333 Acetic acid 4.6834 Phenol(j) 4.1635 Propylene oxide 4.00
7 Phosphoric acid 26.198 Sodium hydroxide 26.199 Propylene 25.6910 Chlorine 25.09 py
36 Butadiene(k) 3.6837 Carbon black 3.3238 Isobutylene 3.2339 Potash(l) 3.22
10 Chlorine 25.0911 Sodium carbonate(c) 22.2812 Methyl tert-butyl ether 17.6213 Ethylene dichloride 17.2614 Nitric acid 17 24 ( )
40 Acrylonitrile 3.2141 Vinyl acetate 2.8942 Titanium dioxide 2.7743 Acetone 2.76
14 Nitric acid 17.2415 Ammonium nitrate(d) 15.9916 Benzene 15.9717 Urea(e) 15.5918 Vinyl chloride 14 98 43 Acetone 2.76
44 Butyraldehyde 2.6845 Aluminum sulfate 2.4146 Sodium silicate 2.2547 Cyclohexane 2 13
18 Vinyl chloride 14.9819 Ethylbenzene 13.6620 Styrene 11.3921 Methanol 11.2922 Carbon dioxide(f) 10 89 47 Cyclohexane 2.13
48 Adipic acid 1.8049 Nitrobenzene 1.6550 Bisphenol A 1.62
22 Carbon dioxide(f) 10.8923 Xylene 9.3724 Formaldehyde(g) 8.1125 Terephthalic acid(h) 7.95
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSà à é ïà à é ïEls productes orgànics bàsics més produïts Els productes orgànics bàsics més produïts (2005)(2005)
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSó íó íLa producció química a EuropaLa producció química a Europa
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSííLa les principals empreses químiques d’EuropaLa les principals empreses químiques d’Europa
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSó íó íLa producció química a EuropaLa producció química a Europa
BASF te el major complex industrial integrat d’Europa a Ludwigshafen DE
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUS
Productes químics industrials: ClassificacióProductes químics industrials: Classificació- Atenent a la posició que ocupen en l’escala de produccióp q p p
Grau d’elaboració Característiques
PRIMARIS o Basics Molt baix (Gran producció) Producte bàsicPRIMARIS o Basics Molt baix (Gran producció) Producte bàsic
SECUNDARIS o Intermedis Varies etapes Intermitg sintètic
TERCIARIS o específics Varies etapes Aplicació específica
PrimarisPrimaris SecundarisSecundaris
TerciariTerciariHO OH
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUSProductes químics industrials: ClassificacióProductes químics industrials: Classificació- Atenent a la seva producció i cost
TipusTipus
““CommodityCommodity ChemicalsChemicals””
Producció Producció (Kg/any)(Kg/any)
101099 10101010
CostCost((€€/Kg)/Kg)
0 50 5 33““CommodityCommodity ChemicalsChemicals””““PseudocommodityPseudocommodity ChemicalsChemicals””““FineFine ChemicalsChemicals””““SpecialitySpeciality ChemicalsChemicals””
101099--10101010
101077--101088
101055--101077
101066--101088
0.50.5--3 3 33--8 8 88--20202020--100100p yp y
““UltrafineUltrafine ChemicalsChemicals””““HighHigh--techtech. . SpecialitySpeciality chemicalschemicals””
1010 1010101044--101066
101044--101066100100--40.000 40.000 600600--100.000100.000
Tema 1.Tema 1.-- INTRODUCCIÓ i OBJECTIUSINTRODUCCIÓ i OBJECTIUS
Productes químics industrials: ClassificacióProductes químics industrials: Classificació“high“high tech chem”tech chem”highhigh--tech chemtech chem
“pharmaceuticals”“pharmaceuticals”
“flavors & fragances”“flavors & fragances”
“dyes”“dyes”
“fine chemicals”“fine chemicals”
“resins & elastomers”“resins & elastomers”
“advanced polymers & coatings”“advanced polymers & coatings”
cost
cost
“chemical intermediates”“chemical intermediates”
“primary chemicals”“primary chemicals”Uni
t cU
nit c
“commoditys”“commoditys”
“minerals”“minerals”
ProductionProduction