INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA (DICAR)Chemical engineering for industrial sustainability (Ingegneria chimica per la sostenibilita' industriale)Anno accademico 2023/2024

9794493 - INDUSTRIAL CHEMESTRY AND TECHNOLOGIES A - Z

Docente: Luigi GURRERI

Risultati di apprendimento attesi

Il corso fornisce agli studenti i concetti fondamentali per la comprensione dei processi chimici industriali. Partendo dai concetti di base di termodinamica e cinetica delle reazioni, particolare attenzione è rivolta ai processi catalitici. Alla fine del corso, l’allievo avrà acquisito le competenze per fare un'analisi critica dei principali processi chimici industriali e per valutare gli effetti della variazione dei parametri operativi su di essi.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

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.

Prerequisiti richiesti

Chimica generale (equilibri chimici, termodinamica, cinetica, chimica organica)

Frequenza lezioni

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

Contenuti del corso

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.

Testi di riferimento

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. K. Weissermel, H.-J. Arpe, Industrial Organic Chemistry, VCH

Programmazione del corso

	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduction - The chemical industry	1,2
2	Thermodynamics	2
3	Kinetics	2
4	Catalysis	2
5	Processes in the oil refinery	1,2
6	Light alkenes	1,2
7	Synthesis gas and derived products	1,2
8	Inorganic chemicals	1,2
9	Polymers	1,2
10	Chemical reactors	2
11	Biotechnology	2

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento verrà eseguita tramite test scritti (prova in itinere e prova finale) ed esame orale.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

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 in un reattore perfettamente miscelato.

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