CHIMICA INDUSTRIALE 1 E LABORATORIO

L’insegnamento ricade tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea triennale di Chimica e Tecnologie Sostenibili. Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze di base indispensabili per affrontare il mondo del lavoro: in particolare verranno approfonditi gli aspetti teorici e pratici dei processi chimici-industriali mettendo in relazione le materie prime, la chimica di sintesi, gli impianti chimici, l’economia e gli aspetti di sicurezza e ambiente.
A questo scopo si richiede una conoscenza multidisciplinare di base che spazia dalla chimica alla fisica, matematica, fino alla scienza dei materiali. Questo consente allo studente di per poter affrontare in maniera ottimale lo studio della chimica industriale e acquisire la capacità di effettuare calcoli di cinetica chimica e di termodinamica applicati ai processi produttivi presi in considerazione.

1. Conoscenza e comprensione
Conoscenza delle principali leggi e i principali concetti della termodinamica e della cinetica di reazione applicati all’ ingegneria di processo. Conoscenza di principi di reattoristica chimica e di controllo del processo. Conoscenza dei principi di catalisi e delle reazioni chimiche coinvolte nelle principali produzioni industriali. Comprensione dell’impatto ambientale e dei punti critici degli impianti presi in considerazione.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Saper risolvere problemi teorici e pratici relativamente alla scelta, al dimensionamento di un reattore industriale. Saper realizzare e organizzare una raccolta di dati sperimentali relativi alla cinetica di reazione. Saper sintetizzare e caratterizzare un catalizzatore omogeneo o eterogeneo. Scegliere il reattore e le condizioni di processo migliori per la realizzazione di processi sostenibili.
3. Capacità di giudizio
Saper valutare e riconoscere la tipologia di processo utilizzato nella produzione industriale di un determinato prodotto. Riconoscere le caratteristiche dell’impianto e l’integrazione del medesimo in un polo chimico industriale anche in riferimento all’impatto ambientale e alla sostenibilità del processo. Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del processo.
4. Abilità comunicative
Saper comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando una terminologia appropriata, sia orale che scritto. Saper interagire con il docente e con i compagni anche nella prospettiva di inserirsi in un team.
5. Capacità di apprendimento
Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni a seconda della loro importanza e priorità. Saper essere sufficientemente autonomi nell’ applicazione e nella valutazione critica delle tematiche proposte nella parte teorica.

Avere raggiunto gli obiettivi formativi del corso di Chimica Generale, Chimica Fisica 1 e Chimica Fisica 2. È necessario che gli/le studenti/esse conoscano i principi della chimica generale e i principi chimici e fisici della catalisi.

Aspetti generali dell’industria chimica.
Aspetti logistici e pratici di un polo chimico industriale.
Problematiche di sicurezza e impatto ambientale in impianti a rischi di incidente rilevante.
Problematiche e aspetti tecnologici dell’industria chimica.
Valutazione dei costi di produzione.
Definizioni del concetto di sostenibilità.
Le tappe cronologiche dello sviluppo sostenibile.
Sostenibilità di sistemi chimici industriali.
Operazioni Unitarie.
Elementi di ingegneria del processo chimico.
Bilanci di materia e bilanci di energia.
Elementi di reattoristica chimica (reattori ideali BR, PFR, CSTR).
Scelta dei parametri di processo: valutazioni termodinamiche e cinetiche della reazione chimica.
Impiego di catalizzatori omogenei ed eterogenei nell'industria chimica.
Reazioni a controllo cinetico e diffusivo.
Le fonti delle materie prime.
I combustibili fossili
Introduzione alla petrolchimica.
Analisi del processo di produzione del Gas di sintesi.
Analisi del processo di produzione dell’ammoniaca.
Distillazione frazionata dell'aria.
Analisi del processo di produzione dell’acido nitrico.
Analisi del processo di produzione dell’acetoncianidrina.
Analisi del processo Cloro-soda.

1 Appunti di lezione.
2. O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons
3. L.Berti, M. Calatozzolo, R. DI Bartolo, Aspetti teorici e pratici dei processi chimici, G. D'Anna, ed. 1983.
4. F. Cavani, G. Centi, M. Di Serio, I. Rossetti, A. Salvini, G. Strukul, Fondamenti di chimica industriale (Materie prime - Prodotti - Processi – Sostenibilità), Zanichelli, 2022.

Il metodo previsto di verifica dell’apprendimento consiste in una prova orale in cui verrà verificato che lo/la studente/essa abbia acquisito i concetti presentati durante le lezioni e li sappia applicare, con coerenza, alle problematiche proposte dal docente in alcune esercitazioni pratiche.
Attraverso una serie di domande riguardanti entrambe le parti del corso (modulo 1 e modulo 2 laboratorio) lo/la studente/essa dovrà dimostrare sia l’apprendimento degli argomenti svolti a lezione sia la capacità di esporli in maniera formale.
La prova orale ha una durata di circa 30 minuti e deve essere sostenuta nelle date di appello concordate con il docente sempre durante la sessione d’esami.
Il/la candidato/a per raggiungere la sufficienza (18/30) dovrà aver acquisito i concetti base dell’insegnamento relativamente alla produzione industriale di prodotti chimici.
In particolare lo studente dovrà dimostrare:
- di conoscere e di applicare gli aspetti chimici, termodinamici, e della catalisi che regolano le reazioni chimiche in esame;
- di conoscere e di applicare le soluzioni impiantistiche adottate;
- di conoscere gli interventi adottati in termini di sostenibilità e di sicurezza dei processi produttivi studiati.
- di conoscere le esigenze logistiche, gli aspetti economici e l’impatto ambientale legati alla gestione di un polo chimico industriale.
Il voto potrà essere incrementato fino a raggiungere il massimo (30/30) qualora queste conoscenze siano applicate correttamente alla descrizione dei processi industriali analizzati durante il corso.
In particolare saranno formulate ulteriori due domande che consetiranno di aumentare il voto di 6/30 massimo per ciascuna risposta.
Le domande in questione saranno relative all'accertamento dello studio delle seguenti tematiche:
1 Produzione e caratterizzazione di catalizzatori omogenei ed eterogenei;
Influenza dei fenomeni di trasporto sull’attività e la selettività dei catalizzatori;
Fenomeni di disattivazione e di avvelenamento;
Reazioni catalitiche condotte in reattori industriali e descrizione di un processo specifico in cui vengano utilizzati catalizzatori.
2 Criteri di scelta dei parametri di processo per una produzione chimica specifica;
Bilanci di materia e di energia applicati a reattori chimici industriali;
Parametri che regolano le produzioni continue e discontinue e dimensionamento dei reattori;
Esempi di applicazioni industriali.
La lode sarà attribuita qualora il candidato durante il colloquio faccia emergere la sua competenza e la capacità di proporre le soluzioni più appropriate a problemi reali legati ai processi studiati.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali, comprensive di esercitazioni con risoluzione di problemi.
Nella piattaforma “moodle” di Ateneo è presente materiale didattico (materiale proiettato in aula).

Italiano

Accessibilità, Disabilità e Inclusione
Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento:
Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it.

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Città, infrastrutture e capitale sociale" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile