Obiettivi formativi
Conoscenze: l’obiettivo principale del corso è quello di fornire allo studente i criteri generali su cui si basa la realizzazione di un processo chimico industriale, i concetti fondamentali che occorre tenere in considerazione nella progettazione di un impianto. A tale scopo alcuni processi chimici industriali vengono descritti ed analizzati dal punto di vista termodinamico e cinetico, ne sono inoltre evidenziati gli aspetti tecnologici più importanti. Vengono inoltre trattati i problemi connessi con il costo, la sostenibilità e la sicurezza di un processo industriale.
Capacità di comprensione: viene curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene stimolata la capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso.
Applicazione di conoscenze: capacità di analizzare dal punto di vista termodinamico e cinetico un processo industriale, mettendone in evidenza gli aspetti più importanti e le soluzioni tecnologiche adottate. Acquisizione dei concetti relativi alla sostenibilità ambientale ed economica di un processo.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Cenni di termodinamica e di cinetica: definizione delle condizioni operative (pressione, temperatura, tempo di contatto) nella conduzione di una reazione chimica in alcuni esempi di processi industriali. Concetti di resa, conversione e selettività. Reazioni parallele e consecutive. Bilanci di massa e di energia applicati a processi chimici industriali. Esempi di riciclo, by-pass e spurgo. Scelta del tipo e disegno del reattore in modalità continua o discontinua. Reazioni multifasiche. Utilizzo di catalizzatori omogenei ed eterogenei in ambito industriale (esempi tratti dalla petrolchimica). Problemi connessi con lo scale-up di un processo produttivo dal laboratorio all’industria. Importanza della disponibilità delle materie prime, della sostenibilità e della sicurezza di un impianto chimico industriale. Considerazioni sui costi complessivi fissi e variabili di un processo (materie prime, produzione, separazione purificazione prodotti, utilizzo e/o smaltimento dei sottoprodotti, ammortamento impianti, costo del personale, ecc.).
Gli aspetti fin qui descritti verranno esemplificati con i processi industriali di seguito riportati:
-Liquefazione dei gas. Separazione dei gas dell’aria.
-Idrogeno e gas di sintesi.
-Azoto e composti dell’azoto: ammoniaca, idrazina, acido nitrico.
-Zolfo e composti dello zolfo: acido solforico. Processo Claus.
-Industria cloro-alcali: cloro e idrossido di sodio, acido cloridrico, carbonato sodico.
-Acetilene.
-Gas Industriali.
Programma esteso
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Bibliografia
1) "Chimica Inorganica Industriale" Carlo Botteghi (Piccin)
2) "An Introduction to Industrial Chemistry" C. A. Heaton
3) "Organic Chemistry: Principles and Industrial Practice" Mark M. Green, Harold A. Wittcoff
4) "Principi della Chimica Industriale" Vol. I e II G. Natta, L. Pasquon
Metodi didattici
Il corso si svolge in 48 ore di lezioni frontali, durante le quali gli studenti
vengono guidati alla comprensione dei principi di base della Chimica Industriale. Durante le lezioni verranno discusse le problematiche generali connesse con la conduzione di una reazione chimica su scala industriale. I concetti teorici verranno esemplificati con alcuni processi industriali di grande importanza.
Modalità verifica apprendimento
L'apprendimento sarà verificato mediante una prova scritta e una prova orale.
Altre informazioni
Il materiale didattico è disponibile in rete.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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