INDUSTRIAL CHEMESTRY AND TECHNOLOGIES

Conoscenza e comprensione: Il corso introduce alla conoscenza e comprensione dei più diffusi processi chimici industriali, fornendo gli elementi fondamentali per la cognizione e la scelta di inserimento ottimale delle singole unità negli schemi complessi con logica di massimizzazione della sostenibilità.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del corso l'allievo sarà capace di conoscere i principi di funzionamento e le specifiche tecniche di massima di ogni impianto ricadente nelle tipologie studiate, ragionare in maniera critica sulle scelte progettuali per garantire la più completa sostenibilità dell’impianto e valutare quali schemi di processo possano garantire la piena sostenibilità economica, gestionale ed ambientale.

Autonomia di giudizio: l’allievo acquisirà autonomia di giudizio attraverso l’analisi di layout di impianti industriali reali e complessi atti a garantirgli un’analisi critica delle scelte da effettuare per la ricerca della massima sostenibilità complessiva dell’impianto in esame, tenendo conto di criteri quali l’economia, il risparmio energetico, la riduzione delle singole emissioni e dell’impatto complessivo, l’accettazione dell’impianto da parte del territorio;

Abilità comunicative: Attraverso l’analisi di layout di impianti industriali reali e complessi, avviata tramite discussione in gruppo nell’aula, e proseguita mediante visite tecniche ad impianti del territorio l’allievo acquisirà capacità di comunicare e trasmettere le informazioni, i criteri delle scelte progettuali e gli effetti relativi sia in forma scritta – attraverso grafici e tabelle – che orale;

Capacità di apprendimento: Lo svolgimento dell’analisi di layout di impianti complessi nella forma libera e del tutto autonoma svilupperà la capacità di affrontare qualunque ulteriore approccio alla definizione di layout in modo autonomo e propositivo, pur garantendo la capacità di confrontarsi apertamente e costruttivamente con i propri colleghi e responsabili di team.

Lezioni Frontali in aula con modalità in remoto disponibile per studenti stranieri in attesa di VISA.

Le lezioni teoriche saranno integrate con esempi pratici ed esercizi, attraverso i quali verranno sviluppati aspetti applicativi e metodologie quantitative.

Obbligatoria per il 70% delle ore, come previsto dal regolamento didattico.

Introduzione alla chimica industriale, prodotti e materie prime. Termodinamica delle reazioni chimiche. Cinetica delle reazioni chimiche. Catalisi: principali caratteristiche, fasi della catalisi eterogenea, cenni sulla catalisi omogenea. Processi chimici industriali per la raffinazione del petrolio. Produzione di gas di sintesi e prodotti da esso derivati. Produzione di alcheni leggeri. Chimica industriale dei prodotti inorganici (zolfo, azoto e cloro). Produzione industriale di polimeri. Reattori chimici. Biotecnologie: termodinamica, cinetica e bioprocessi. Cenni di simbiosi industriale

1. Moulijn J.A., Makkee M., Van Diepen A.E., Chemical Process Technology, Wiley, 2013.

2. Lecture notes (ppt)

Per approfondimenti, si possono consultare i seguenti riferimenti:

A. Principi della chimica industriale vol. 1 and 2 (Natta, Pasquon, Centola) http://www.giulionatta.it/pdf/pubblicazioni/00537.pdf,  http://www.giulionatta.it/pdf/pubblicazioni/00615.pdf
B. Satterfield, Heterogeneous catalysis in practice, McGraw-Hill.
C. Jens Hagen, Industrial Catalysis – A Practical Approach, Wiley-VCH 2015
D. Giavarini, Guida allo studio dei Processi di Raffinazione e Petrolchimici, Edizioni Efesto
E. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons 1999
F. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial ChemistryWiley‐VCH.

Prova intermedia: E’ prevista una prova intermedia scritta di durata pari a 2 ore su circa la metà del programma. Una valutazione positiva di tale prova evita di dover sostenere la prova finale sulla prima parte di programma già affrontata. Qualora superata il risultato della prova ha valitdità 8 mesi.

Prova finale: Dopo la fine del corso si svolgerà una seconda prova scritta sulla rimanente parte del programma (2 ore) per chi ha affrontato la precedente prova intermedia o su tutto il programma (4 ore) per chi non ha affrontato/superato la prova intermedia. Qualora la valutazione complessiva ed organica delle due prove non sia ritenuta sufficiente da parte del docente o l’allievo desideri comunque migliorare la valutazione ricevuta si potrà sempre richiedere un colloquio orale integrativo e/o ripetere la prova scritta.

Elementi di valutazione: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, qualità dei contenuti, capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, capacità di riportare esempi, proprietà di linguaggio tecnico e capacità espressiva complessiva dello studente

Classificare i prodotti dell'industria chimica. Descrivere gli effetti dei parametri operativi sulla termodinamica delle reazioni. Descrivere l'approccio per determinare l'ordine di reazione. Proprietà dei catalizzatori. Fasi della catalisi eterogenea. Descrizione tramite schema a blocchi di un sistema di distillazione del greggio. Descrizione del processo di cracking catalitico. Descrizione delle principali reazioni nella produzione del gas di sintesi tramite steam reforming di gas naturale. Descrivere il processo di sintesi dell’ammoniaca facendo anche uso di diagrammi a blocchi. Descrivere il principio di funzionamento di una cella elettrolitica per la produzione del cloro. Descrivere il processo di sintesi dell’acido nitrico. Illustrare il processo industriale per la produzione di PVC. Cinetica di reazioni enzimatiche non inibite ed inibite. Cinetica della crescita cellulare non inibita e inibita. Bilanci di materia e dimensionamento di un reattore perfettamente miscelato.