Obiettivi formativi
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.
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.
Bibliografia
"An Introduction to Industrial Chemistry" C. A. Heaton
"Organic Chemistry: Principles and Industrial Practice" Mark M. Green, Harold A. Wittcoff
"Principi della Chimica Industriale" G. Natta, L. Pasquon
