Course Syllabus
Area di apprendimento
L'insegnamento si inserisce nell'area di apprendimento delle discipline chimiche applicate e dell’ingegneria di processo, con l’obiettivo di fornire allo studente le competenze necessarie per comprendere e valutare criticamente le scelte progettuali e operative adottate nei processi chimici industriali, alla luce delle variabili tecniche, economiche, ambientali e di sicurezza che ne influenzano l’efficienza e la sostenibilità.
Obiettivi formativi
Fornire strumenti avanzati per la comprensione delle tecnologie e delle scelte impiantistiche utilizzate nell'industria chimica, dimensionamento e valutazione dal punto di vista energetico e di impatto ambientale delle soluzioni individuate. Proporre un percorso, attraverso le materie trattate, che manifesti l'interdisciplinarità delle scelte che il laureato in Scienze e Tecnologie chimiche quotidianamente deve affrontare nell'esercizio delle proprie funzioni. Fornire agli studenti gli strumenti per uno sguardo più ampio della chimica e del suo utilizzo, mirata anche a consolidare una scelta formativa continua.
Proporre percorsi di sostenibilità ambientale delle tecnologie chimiche nell'ambito della de-carbonizzazione e dell' efficientamento energetico.
Consolidare i fondamenti dei processi e delle tecnologie per traguardare gli obiettivi ambientali fissati dagli impegni europei per l'industria chimica nel medio e lungo periodo.
Consolidare ulteriormente il rapporto tra Università ed industria, strutturalmente complementari per lo sviluppo intellettuale ed industriale.
Contenuti sintetici
Energia e industria chimica
Produzione di building blocks da fonti rinnovabili
Reattoristica
Fenomeni di trasporto di materia avanzati
Programma esteso
- Evoluzione dell’aspetto energetico nell’industria chimica; tendenze della green chemistry, decarbonizzazione, efficientamento energetico, cattura co2 e gas serra.
- Tecnologie chimiche: assorbimento e stripping, reattoristica (Reattori a pistone e a mescolamento, isotermi e non isotermi), catalisi, idrolisi (membrane). Contestualizzazione in ambiti aziendali di concetti quali sostenibilità, approcci LCA e altri benchmark (waste-to-fuel, carbon footprint);
- produzione energia e combustibili avanzati
- processi chimici tradizionali (sintesi idrogeno, ammoniaca, metanolo, etilene)
- processi chimici a partire da materie prime rinnovabili
- polimeri biocompatibili e produzione monomeri da fonti rinnovabili
Prerequisiti
Principi di chimica fisica: fondamentali di termodinamica degli equilibri chimici, fenomeni di trasporto, chimica organica e inorganica, catalisi e cinetica chimica.
Metodi didattici
Lezioni frontali di teoria con spiegazioni alla lavagna e uso di slide, approfondimenti anche con nozioni complementari durante le attività di esercitazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto e orale.
L'eventuale prova scritta prevede una breve sezione ( max 20') che ha la funzione di prova di ammissione alla fase successiva orale.
Competenze richieste: capacità di rielaborare i concetti acquisiti in aula sia in ottica di multidiscilìlinarità che in ambito di problem solving; risoluzione di brevi quesiti quali-quantitativi in ambito industriale. Esposizione chiara delle nozioni apprese durante il corso.
Testi di riferimento
Jacobs A. Moulijn,Michiel Makkee,Annelies Van Diepen
Chemical Process Technology
Ed Wiley
Robin Smith
Chemical Process - design and integration
Ed Wiley
Forni Rossetti
fenomeni di trasporto
Ed Cortina Milano
Gian Berto Guarise
Lezioni di impianti chimici
Ed Cleup
Sustainable Development Goals
Learning area
The course is part of the learning area of applied chemical disciplines and process engineering, with the aim of providing students with the skills needed to understand and critically evaluate the design and operational choices adopted in industrial chemical processes, in light of the technical, economic, environmental and safety variables that influence their efficiency and sustainability.
Learning objectives
Provide advanced tools for understanding the technologies and plant choices used in the chemical industry, sizing and evaluating the solutions identified from an energy and environmental impact point of view. Propose a path, through the subjects dealt with, which shows the interdisciplinarity of the choices that graduates in Chemical Sciences and Technologies must face every day in the exercise of their duties. Provide students with the tools for a broader view of chemistry and its use, also aimed at consolidating a continuous training choice.
Further consolidate the relationship between universities and industry, structurally complementary for intellectual and industrial development.
Contents
Energy and chemical industry
Production of building blocks from renewable sources
Reactoristics
Advanced matter transport phenomena
Detailed program
-
Evolution of the energy aspect in the chemical industry; trends in green chemistry, decarbonisation, energy efficiency, CO2 capture and greenhouse gases.
-
Chemical technologies: absorption and stripping, reactor engineering (piston and mixing reactors, isothermal and non-isothermal), catalysis, hydrolysis (membranes). Contextualization in corporate areas of concepts such as sustainability, LCA and other benchmarks (waste to fuel, carbon footprint);
-
energy production and advanced fuels
-
traditional chemical processes (hydrogen synthesis, ammonia, methanol, ethylene)
-
chemical processes starting from renewable raw materials
-
biocompatible polymers and monomer production from renewable sources
Prerequisites
Physical-chemistry principles: fundamentals of thermodynamics of chemical equilibria, transport phenomena, organic and inorganic chemistry, catalysis and chemical kinetics.
Teaching methods
Theoretical lectures with explanations on the blackboard and use of slides, in-depth studies with complementary notions during the exercises activities
Assessment methods
Written and oral exam.
The written test, if any, includes a short section (max 20') which serves as an admission test for the subsequent oral phase.
Required skills: ability to rework the concepts acquired in the classroom both from a multidisciplinary perspective and in the field of problem solving; resolution of short qualitative and quantitative questions in the industrial field. Clear exposition of the notions learned during the course.
Textbooks and Reading Materials
Jacobs A. Moulijn,Michiel Makkee,Annelies Van Diepen
Chemical Process Technology
Ed Wiley
Carlo Giavarini
Guida allo studio dei processi di raffinazione e petrolchimica
Ed Efesto
Forni Rossetti
fenomeni di trasporto
Ed Cortina Milano
Gian Berto Guarise
Lezioni di impianti chimici
Ed Cleup
Natoli Calatozzolo
Tecnologie chimiche industriali
Ed Edisco
F.Di Benedetto
Oil and Bio trading
Ed FrancoAngeli
