Principi di Chimica Industriale

Anno accademico 2012/2013

Obiettivi formativi del corso

Conoscenze: l’obiettivo principale del corso è quello di fornire allo studente i criteri generali su cui si basa la realizzazione di un processo chimico industriale, i concetti fondamentali che occorre tenere in considerazione nella progettazione di un impianto. A tale scopo alcuni processi chimici industriali vengono descritti ed analizzati dal punto di vista termodinamico e cinetico, ne sono inoltre evidenziati gli aspetti tecnologici più importanti. Vengono inoltre trattati i problemi connessi con il costo, la sostenibilità e la sicurezza di un processo industriale.

Capacità di comprensione: viene curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene stimolata la capacità di esprimere i contenuti in modo chiaro e lineare, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso.

Risultati dell'apprendimento

Applicazione di conoscenze e capacità di comprensione: capacità di analizzare dal punto di vista termodinamico e cinetico un processo industriale, mettendone in evidenza gli aspetti più importanti e le soluzioni tecnologiche adottate. Acquisizione dei concetti relativi alla sostenibilità ambientale ed economica di un processo.     

Le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione dei concetti trattati sono verificati attraverso un esame scritto e orale.

Programma

Cenni di termodinamica e di cinetica: definizione delle condizioni operative (pressione, temperatura, tempo di contatto) nella conduzione di una reazione chimica in alcuni esempi di processi industriali. Concetti di resa, conversione e selettività. Reazioni parallele e consecutive. Bilanci di massa e di energia applicati a processi chimici industriali. Esempi di riciclo, by-pass e spurgo. Scelta del tipo e disegno del reattore in modalità continua o discontinua. Reazioni multifasiche. Utilizzo di catalizzatori omogenei ed eterogenei in ambito industriale (esempi tratti dalla petrolchimica). Problemi connessi con lo scale-up di un processo produttivo dal laboratorio all’industria. Importanza della disponibilità delle materie prime, della sostenibilità e della sicurezza di un impianto chimico industriale. Considerazioni sui costi complessivi fissi e variabili di un processo (materie prime, produzione, separazione purificazione prodotti, utilizzo e/o smaltimento dei sottoprodotti, ammortamento impianti, costo del personale, ecc.).

 Gli aspetti fin qui descritti verranno esemplificati con i processi industriali di seguito riportati:

 -Liquefazione dei gas. Separazione dei gas dell’aria.

-Idrogeno e gas di sintesi.

-Azoto e composti dell’azoto: ammoniaca, idrazina, acido nitrico.

-Zolfo e composti dello zolfo: acido solforico. Processo Claus.

-Industria cloro-alcali: cloro e idrossido di sodio, acido cloridrico, carbonato sodico.

-Acetilene.

-Gas Industriali.

Testi consigliati e bibliografia

1) "Chimica Inorganica Industriale" Carlo Botteghi (Piccin)

2) "An Introduction to Industrial Chemistry" C. A. Heaton

3) "Organic Chemistry: Principles and Industrial Practice" Mark M. Green, Harold A. Wittcoff

4) "Principi della Chimica Industriale" Vol. I e II G. Natta, L. Pasquon