Chimica Industriale e Fonti di Energia

Anno accademico 2012/2013

Obiettivi formativi del corso

Conoscenza approfondita dei problemi relativi all'utilizzo di fonti chimiche per la produzione di energia, con particolare attenzione all'innovazione dei processi ed alle ricadute economiche ed ambientali.

Note

Il Corso si ricollega, come logico sviluppo e approfondimento, a quanto già trattato in tema di produzione di combustibili nel corso di Chimica Industriale II del 3° anno della Laurea Triennale in Chimica Industriale (vvo.) nell’a.a. 2010/11 (cfr. materiale didattico del corso archiviato in Campusnet).

Programma

Introduzione al Corso

Il panorama energetico mondiale

Energia: il petrolio rimane fonte primaria

Gas naturale: un mercato in trasformazione

Petrolio e gas naturale: situazione e prospettive per l’Europa

 “Upgrading” dei processi di raffineria

Opzioni per la riformulazione della benzina

Scienza e tecnologia di nuovi processi per una desolforazione spinta delle correnti di raffineria

La riduzione del contenuto di benzene per idrogenazione degli aromatici

Strategie di recupero del numero di ottano

Isomerizzazione nafta leggera

Eterificazione (MTBE, TAME, ETBE)

Dimerizzazione isobutene

Nuovi sviluppi processi di alchilazione

Processi alternativi di produzione di combustibili liquidi a partire da gas naturale (Processi GTL)

Le diverse vie catalitiche per la valorizzazione del metano

Conversione del metano per “coupling” ossidativo

Reazioni di oligomerizzazione dell’etilene – Processo SHOP

Aromatizzazione del metano

Produzione dimetiletere/idrocarburi da metanolo – Processi MTG e MTO

Produzione idrocarburi da gas di sintesi – Processi Fischer-Tropsch e “upgrading” dei prodotti

L’idrogeno come fonte alternativa di energia – Produzione e stoccaggio dell’idrogeno

Possibili vie di produzione dell’idrogeno

Purificazione dell’idrogeno

Stoccaggio dell’idrogeno

 Celle a combustibile per la produzione di energia

Fondamenti ed applicazioni

Celle a combustibile alcaline (AFC)

Celle a combustibile con elettrolita polimerico (PEFC)

Celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC)

Celle a combustibile ad acido fosforico

Celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC)

Celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC)

Combustione catalitica

I principi della combustione catalitica

Applicazioni della combustione catalitica a basse temperature (< 800°C)

Applicazioni della combustione catalitica ad alte temperature (> 800°C): il caso delle turbine a gas con l’applicazione di un bruciatore catalitico.

Biomasse come fonte alternativa di energia – Processi di bioraffineria

Chimica e  caratteristiche delle biomasse

Biocombustibili di prima e di seconda generazione

Produzione Biodiesel

Utilizzo glicerina

Produzione diretta di idrocarburi da trigliceridi – Processo Ecofining

Produzione del bioetanolo

Produzione di bio-olio da pirolisi delle biomasse

Processi di gassificazione delle biomasse

Produzione di idrogeno da biomasse

Processi BTL: produzione biometanolo, produzione di “Green Diesel” via sintesi Fischer-Tropsch

Il problema della riduzione delle emissioni di CO₂ in atmosfera

Strategie di riduzione dei livelli di CO₂ in atmosfera

Possibilità di utilizzo chimico della CO₂: usi della CO₂ come agente ossidante, reazioni di idrogenazione diretta della CO₂, conversione della CO₂ ad altri prodotti via gas di sintesi

Testi consigliati e bibliografia

v. Materiale didattico allegato