Industrial processes and scale-up

A.A. 2021/2022
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
CHIM/04
Lingua
Inglese
Obiettivi formativi
The objective of the course is to emphasize the importance of scale-up methodology for the unit operations in chemical plants (reaction and separation processes), to give the theoretical basis for a correct approach to a scaling-up and to introduce the simulation science and the process simulation. The correct theoretical and experimental approaches of this kind of study will be presented and discussed; different industrial examples will be considered.
Risultati apprendimento attesi
At the end of the course the students will be able to use simulation plant software for the project and optimization of a chemical plant, to analyze a chemical process (reaction or separation) from a laboratory scale experiment to a possible industrial process layout; to apply kinetic and thermodynamic models for scale up development of new technologies.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Metodi didattici:
Le lezioni verranno svolte in modalità online tramite la piattaforma Microsoft Teams in modalità sincrona rispetto l'orario previsto dal calendario accademico. Tutte le lezioni verranno registrate e i video resteranno sempre disponibili sulla piattaforma Ariel, alla pagina del corso. Per qualsiasi dubbio, chiarimento o necessità sarà sempre possibile contattare il docente via mail (carlo.pirola@unimi.it) per definire un appuntamento per una call tramite Microsoft teams singolarmente o in gruppo di studenti. Si garantisce risposta immediata e appuntamento entro 1-2 giorni lavorativi. In caso di sovrapposizione delle lezioni con altri corsi con laboratori didattici si provvederà a identificare giorni e orari alternativi per consentire la massima partecipazione alle lezioni sincrone soprattutto per le parti di esercitazione con il software di simulazione di processo PRO II. La piattaforma Ariel sarà il riferimento per tutte le comunicazioni, gli avvisi e le discussioni.

Materiali di riferimento:
Il programma e il materiale di riferimento non subiranno variazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di valutazione:

Gli esami a distanza saranno svolti con l'utilizzo della piattaforma Microsoft Teams, tramite prova orale. Per la verifica dell'apprendimento del software di simulazione di processo si procederà svolgendo esercizi da remoto tramite la condivisione dello schermo.
Programma
Il corso sarà dedicato a un'introduzione specifica della metodologia del passaggio di scala dei processi chimici dal punto di vista chimico e ingegneristico. Saranno prese in considerazione sia le reazioni chimiche che i processi di separazione. Più in dettaglio, verranno spiegati e discussi i seguenti argomenti:

- passaggio di scala di un'operazione chimica: significato e importanza
- Laboratori e studi su impianti pilota
- Modelli per l'interpretazione di dati sperimentali e simulazione di unità di impianto (reattori e colonne): modelli stazionari e dinamici
- Modelli fisici e chimici
- Impianti pilota: materie prime, modelli, variabili operative, materiali costruttivi, programma di test e utilizzo dei risultati
- Tecniche sperimentali nella metodologia del passaggio di scala
- Applicazioni allo sviluppo di processi industriali: esempi industriali
- Tecnologia di controllo nei processi chimici
- Questioni ambientali e normative
- Utilizzo di software di simulazione nel passaggio di scala: PRO II. Tutorial di questi programmi e del loro utilizzo per diversi aspetti coinvolti negli argomenti del corso.
- Sistema di realtà virtuale immersiva per una visita virtuale in un impianto di unità di distillazione del petrolio.
Prerequisiti
I prerequisiti di base sono una buona conoscenza della chimica fisica e una conoscenza di base di fenomeni di trasporto, reattori chimici, colonne di distillazione e assorbimento, equilibri tra fasi fluide.
Metodi didattici
Il corso si baserà su 48 ore di lezioni in aula in cui: 1) verrà spiegata la teoria del passaggio di scala (40%); 2) verrà introdotto e utilizzato il software di simulazione di impianti chimici (40%); 3) saranno considerati casi studio industriali (20%). Inoltre, durante il corso, verrà proposta e organizzata una visita nello stabilimento Radici di Novara, se sarà consentito dalla situazione sanitaria.
Materiale di riferimento
- A. C. Dimian, C. S. Bildea, A. A. Kiss: Integrated Design and Simulation of Chemical Processes", 2nd Edition, Elsevier disponibile nella biblioteca di Chimica)
- V. Ragaini, C. Pirola, "Processi di Separazione nell'Industria Chimica", Hoepli
- The properties of Gases and Liquids Autori: B. Poling; J. 'O Connell; J. Prausnitz. McGraw-Hill 2004
- Scale-up Methodology for Chemical Process. Autori: J. B. Euzen, P. Trambouze, J. P. Wauquier, Edition Technip.
- le presentazioni delle lezioni in aula e altro materiale didattico (articoli di approfondimento) sempre disponibili sulla piattaforma ARIEL-UNIMI
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Tutti gli argomenti discussi nel corso saranno discussi in una prova orale o scritta. Verranno discusse domande teoriche e / o esercitazioni pratiche utilizzando il software di simulazione. Gli studenti dovranno essere in grado di discutere tutti gli argomenti del corso, spiegare gli esempi industriali considerati nelle lezioni e fare esercizi usando il software di simulazione riguardante l'ottimizzazione di colonne o reattori.
CHIM/04 - CHIMICA INDUSTRIALE - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente: Pirola Carlo
Docente/i
Ricevimento:
Tutti i giorni lavorativi, previo appuntamento. Il ricevimento avverra' via Microsoft Teams.
Studio R 30 S Dipartimento di Chimica (tramite Microsoft Teams)