PROCESSI CHIMICI INDUSTRIALI ED ELEMENTI DI IMPIANTI

Anno accademico 2021/2022 - 3° anno
Docente: Salvatore SCIRE'
Crediti: 8
SSD: CHIM/04 - CHIMICA INDUSTRIALE
Organizzazione didattica: 200 ore d'impegno totale, 134 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 24 di esercitazione
Semestre:

Obiettivi formativi

Fornire le conoscenze riguardanti le apparecchiature di base ed i principali aspetti impiantistici di un processo chimico.

In particolare:

a) per quanto concerne la conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding), il corso si propone di far conoscere i concetti di base relativi agli aspetti impiantistici di un processo chimico.

b) per quanto concerne la capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding), il corso si propone di sviluppare la capacità di applicare le conoscenze acquisite per risolvere problematiche riguardanti aspetti impiantistici, economici e di sicurezza.

c) per quanto concerne l'autonomia di giudizio (making judgements), il corso si propone di fornire gli strumenti per stimare l'importanza del chimismo dei processi e dei materiali per la realizzazione degli impianti chimici industriali.

d) per quanto concerne le abilità comunicative (communication skills), il corso si propone di sviluppare e/o migliorare le capacità di esporre concetti scientifici con proprietà di linguaggio adeguate ai contesti industriali ed impiantistici.

e) per quanto concerne le capacità di apprendimento (learning skills), il corso si propone di dotare lo studente di un metodo di studio pragmatico che lo aiuti a lavorare sia autonomamente che in gruppo per un più facile inserimento all'interno dell'industria chimica di processo.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali con esercizi numerici in aula sugli argomenti trattati. Durante ogni lezione è lasciato spazio agli studenti per domande e commenti, in modo da favorire l'interazione docente-studente e studente-studente.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus


Prerequisiti richiesti

Sono richieste conoscenze di base di Chimica Industriale, per cui esiste propedeuticità col corso di Fondamenti di Chimica Industriale


Frequenza lezioni

Obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CdS in Chimica Industriale


Contenuti del corso

1. Design di un processo chimico industriale

Diagrammi a blocchi (BFD), diagrammi di processo (PFD), diagrammi di processo e strumentazione (P&ID). Design di un processo chimico. Struttura input-output. Struttura del riciclo. Sistemi di separazione. Network energetico.

2. Bilanci di massa con esercitazioni pratiche

Legge della conservazione di massa. Bilanci senza reazione. Bilanci con reazione. Bilanci con stream di riciclo.

3. Elementi di impiantistica

Materiali da costruzione. Trattamento e trasporto dei solidi. Trattamento e trasporto dei fluidi: pompe e compressori. Processi di separazione. Sistemi di scambio termico. Reattori chimici. Sistemi di misura e regolazione. Utilities.

4. Analisi economica di un processo chimico

Stima dei costi: investimento di capitale e costi di produzione. Ammortamento, valore del denaro nel tempo, cash flow. Indicatori di redditività: ritorno sull’investimento (ROI); tempo di recupero del capitale (PBP); reddito del DCF.

5. Analisi e valutazione del rischio chimico

Studio di pericolo ed operabilità (HAZOP). Quantitative risk assessment. Albero dei guasti. Individuazione degli eventi incidentali possibili. Valutazione delle frequenze di accadimento. Criteri di accettabilità. Combustioni esplosive e reazioni fuggitive. Discussione su alcuni casi di incidenti da reazioni fuggitive.

6. Sistema di qualità nell’industria chimica

ISO 9001. ISO 14001. EMAS. OHSAS 18001.


Testi di riferimento

1. Appunti delle lezioni del docente in formato pdf

2. R. Turton, R.C. Bailie, W.B. Whiting, J.A. Shaeiwitz, Analysis, Synthesis and Design of Chemical processes, Prentice Hall

3. W.L. Luyben, L.A. Wenzel, Chemical Process Analysis: Mass and energy balances, Prentice Hall

4. P. Cardillo, Incidenti in ambiente Chimico, Stazione sperimentale per i combustibili



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Design di un processo chimico industrialeTesto 1: Appunti delle lezioni - Testo 2: capitoli 1-4 
2Bilanci di massa con esercitazioni praticheTesto 1: Appunti delle lezioni - Testo 2: capitolo 4 
3Elementi di impiantisticaTesto 1: Appunti delle lezioni - Testo 3: capitolo 2 
4Analisi economica di un processo chimicoTesto 1: Appunti delle lezioni - Testo 2: capitoli 5-8 
5Analisi e valutazione del rischio chimicoTesto 1: Appunti delle lezioni - Testo 3: capitoli 1, 4, 11 
6Sistema di qualità nell’industria chimicaTesto 1: Appunti delle lezioni  

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale con esercitazioni numeriche

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Tutti i contenuti del corso