SVILUPPO E GESTIONE DEI PROCESSI CHIMICI INDUSTRIALI
cod. 1007279

Anno accademico 2017/18
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Chimica industriale (CHIM/04)
Field
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
48 ore
di attività frontali
6 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

Obiettivi formativi

Al termine del corso lo studente avrà una approfondita conoscenza delle caratteristiche e della struttura della moderna industria chimica, delle strategie di progettazione e gestione di un processo chimico, dei processi di separazione in ambito industriale, dei metodi di analisi del rischio nei processi chimici e dei metodi di gestione del capitale intellettuale e della proprietà industriale (Conoscenza e capacità di comprensione - knowledge and understanding).
Egli sarà in grado di comprendere le modalità con cui un processo chimico industriale viene condotto, scegliere i parametri ottimali per la conduzione di un processo chimico. Egli sarà altresì in grado di teorizzare possibili miglioramenti in uno specifico processo chimico. Lo studente sarà in grado di contribuire allo scale-up e trasferimento tecnologico dal livello di laboratorio a quello pilota e industriale. Saprà attuare metodologie per la sintesi e caratterizzazione di materiali catalitici, condurre reazioni modello per la valutazione dell'attività catalitica. (Capacità di applicare conoscenza e comprensione - applying knowledge and understanding).
Lo studente acquisisce un linguaggio tecnico-specialistico che gli consente di dialogare con chimici, ingegneri chimici e altri specialisti del settore e di tradurre concetti anche complessi in un linguaggio comprensibile al non-specialista. (Abilità comunicative – communication skills)
Egli saprà valutare gli aspetti di economia di processo, gestire gli aspetti di sicurezza del processo, e valutare quelli relativi ai prodotti e materiali. Valutare le procedure e tecnologie ottimali per la purificazione di un prodotto. Valutare la necessità di applicare procedure per la regolamentazione e autorizzazione dei prodotti chimici e dei formulati. Scegliere in modo critico le tecnologie ottimali di produzione. Valutare le opzioni per la gestione della proprietà intellettuale (Autonomia di giudizio - making judgements).
Lo studente sarà in grado di collegare i diversi argomenti trattati tra loro e con le discipline di base della chimica industriale. Sarà altresì in grado di aggiornarsi mediante la consultazione delle pubblicazioni scientifiche del settore. (Capacità di apprendimento - learning skills)

Prerequisiti

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Contenuti dell'insegnamento

Richiami dei concetti base: Principali processi industriali. Nozioni dei bilanci di massa ed energia. Nozioni di termodinamica e cinetica per comprendere l'effetto dei parametri operativi su rese e selettività nei prodotti. Nozioni sulla pericolosità e tossicità dei composti chimici, e sulla loro infiammabilità. Principali tipologie di catalizzatori e loro applicazioni industriali. Catalisi omogenea ed eterogenea. Cenni di economia dei processi chimici. Linee guida per i flow-sheets di processi. Caratteristiche dei principali tipi di reattori industriali.
Strategie nella progettazione e gestione di un processo chimico: Caratteristiche e struttura dell’industria chimica. Caratteristiche della produzione chimica industriale e fattori che influenzano la tipologia di processo. Procedure per la regolamentazione e l’autorizzazione dei prodotti chimici (REACH). Ciclo di vita di un prodotto e valore aggiunto. Priorità nella progettazione di un processo e relativi fattori di evoluzione. Esempi pratici dell’evoluzione di alcuni processi. Linee guida nello sviluppo di scala di processi con alcuni esempi pratici.
La gestione dei processi chimici: effetto dei principali parametri operativi (temperatura, pressione, pressioni parziali dei reagenti, tempo) sugli indicatori di prestazione del processo: conversione, rese, selettività, produttività. Analisi di alcuni moderni processi chimici industriali.
Processi di separazione in ambito industriale: estrazioni, cristallizzazioni, distillazioni. classificazione in funzione dell’agente separante; incidenza sui costi economici complessivi. Gradi di libertà nella progettazione e nella gestione. Strategie di scelta in funzione del tipo di processo industriale: dalla distillazione all’osmosi inversa. Fattori di separazione.
L'analisi del rischio nei processi chimici: Studio di pericolo e operabilità (Hazop). Quantitative risk assessment. Albero dei guasti (FTA). Calcolo della frequenza degli eventi incidentali. Consequence assessment: valutazione delle conseguenze degli eventi incidentali. Valutazione del rischio globale. La gestione del rischio.
Analisi economica dei processi chimici. Aspetti economici in fase di progettazione e gestione. Battery limit e calcolo del costo di un apparecchiatura. Costi fissi e variabili, tipologie e loro incidenza. Principali metodologie per la valutazione economica. Esempi pratici.
Capitale intellettuale e proprietà industriale. Gestione delle risorse umane e strategie di marketing

Programma esteso

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Bibliografia

Catalysis for Renewables (From Feedstock to Energy Production),
G. Centi, R. van Santen, Wiley VCH (2005)

Design and ◦Chemical Process Design and Integration,
Robin Smith, John Wiley & Sons Ltd, 2005

CHEMCAL PROCESS TECHNOLOGY
J.A. Moulijn, M.Makkee, A.E. van Diepen
Wiley , IBSN 0-471-63062-4

PROCESS DEVELOPMENT FROM THE INITIAL IDEA TO THE CHEMICAL PRODUCTION PLANT
G. H.Vogel
WILEY, ISBN: 3-527-31089-4

INDUSTRIAL ORGANIC CHEMICALS (2nd Ed)
H.A. Wittcoff, B.G. Reuben, J.S. Plotkin
Wiley, ISBN 0-471-44385-9

PRODUCT AND PROCESS DESIGN PRINCIPLES: SYNTHESIS
ANALYSIS AND EVALUATION
W.D. Seider , J. D. Seader , Dan iel R. Lewin
Wiley, ISBN: 978-0-471-21663-6

PLANT DESIGN FOR SAFETY: A USER FRIENDLY APPROACH
F. T. Klez CSB 543

PRODOTTI E PROCESSI DELL’INDUSTRIA CHIMICA
Pasquon – Pregaglia CSB 170

Metodi didattici

Il corso si svolge in 48 ore di lezioni frontali, durante le quali gli studenti vengono guidati all’apprendimento dei contenuti del corso. Durante le lezioni verranno discusse le problematiche di sviluppo e gestione di un processo chimico industriale. I concetti espressi verranno esemplificati con alcuni processi industriali di grande importanza. Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate con cadenza settimanale sulla piattaforma Elly. Materiale aggiuntivo a supporto delle slide sarà altresì presente su Elly. Per scaricare le slide è necessaria l'iscrizione al corso on line. Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dalla docente tramite la piattaforma Elly. Il docente è disponibile su appuntamento (e-mail) per chiarimenti.

Modalità verifica apprendimento

Tipo di verifica: La verifica dell’apprendimento avviene attraverso una prova orale, deputata all’accertamento dell’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese.
La prova orale consiste in un colloquio sugli argomenti:
Strategie nella progettazione e gestione di un processo chimico (40%)
La gestione dei processi chimici (20%)
Processi di separazione in ambito industriale (20%)
L'analisi del rischio nei processi chimici (10%)
Analisi economica dei processi chimici (5%)
Capitale intellettuale e proprietà industriale. Gestione delle risorse umane e strategie di marketing (5%)
La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.
Verrà verificata la conoscenza degli argomenti trattati nonché la capacità di argomentare in modo critico, e la capacità di collegare le diverse parti del corso. Le abilità di sintesi, di uso di un linguaggio tecnico corretto e di comunicazione saranno valutate positivamente.

Altre informazioni

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