66352 - SVILUPPO E GESTIONE DEI PROCESSI CHIMICI INDUSTRIALI CON LABORATORIO M

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente è in grado di progettare e gestire processi chimici finalizzati alla produzione di materiali e prodotti, inclusi gli aspetti di innovazione. Attuare metodologie di scale-up e trasferimento tecnologico dal livello di laboratorio a quello pilota e industriale. Valutare gli aspetti di economia di processo. Gestire gli aspetti di sicurezza del processo, e valutare quelli relativi ai prodotti e materiali. Scegliere le procedure e tecnologie per la preparazione di formulati. Valutare la necessità di applicare procedure per la regolamentazione e autorizzazione dei prodotti chimici e dei formulati. Progettare e gestire tecniche di separazione quali la cristallizzazione. Scegliere le tecnologie ottimali di produzione. Valutare e gestire gli aspetti di sicurezza legati alla attività produttiva di tipo chimico, mediante metodi di analisi e gestione del rischio. Progettare le strategie di separazione per un processo chimico. Valutare le opzioni per la gestione della proprietà intellettuale. Scegliere i parametri ottimali per la conduzione di un processo chimico. Attuare metodologie per la sintesi e caratterizzazione di materiali catalitici, condurre reazioni modello per la valutazione dell'attività catalitica, applicare strumenti di valutazione del rischio per una reazione chimica, e valutarne la trasferibilita' da scala di laboratorio a scala pilota e industriale.

Contenuti

Criteri e tecniche di scale-up. Modelli fisici, chimici e matematici. Impianti pilota, impianti di mock-up. Tecniche sperimentali di caratterizzazione degli apparati: misura della distribuzione dei tempi di permamenza, misure di hold-up di liquidi, gas e solidi. Ruolo e determinazione del regime fluodinamico in un apparato. Valutazione dei coefficienti di trasporto di materia e calore.

Analisi dei processi chimici. Aspetti economici: richiami e integrazioni. Principi di progettazione di un processo chimico: esempi. Progettazione del flow-sheet. Struttura del riciclo. Strategia di scelta dei sistemi di separazione: struttura e sequenza ottimale delle colonne di separazione. Principi chimico-fisici nelle tecniche di separazione mediante absorbimento e adsorbimento. Fattori di separazione. Separazioni mediante membrane. 

L'analisi del rischio nei processi chimici. Studio di pericolo e operabilità (Hazop). Quantitative risk assessment. Albero dei guasti (FTA). Calcolo della frequenza degli eventi incidentali. Consequence assessment: valutazione delle conseguenze degli eventi incidentali. Valutazione del rischio globale. La gestione del rischio.

Principi di separazione. Separazione con membrane.

Il controllo della qualità nell'industria chimica. ISO 9000, ISO 14001, EMAS. Certificazione di prodotto, certificazione ambientale e di sicurezza, certificazione etica.

La formulazione dei prodotti. Esempi industriali.

Protezione intellettuale.

Esempi di industrializzazione di prodotti, di processi, di materiali.

Laboratorio di Processi chimici industriali. Esercitazioni: Schema di Hazop di un reattore da banco per la reazione di metilazione del fenolo. Costruzione di un FTA per un evento incidentale primario relativo al Hazop. Laboratori. Sviluppo di catalizzatori: preparazione di eteropoliacidi tipo Keggin e Anderson.  Sviluppo di un processo chimico: acilazione dell'anisolo con anidride acetica. Gestione di un processo chimico: reazione di idrogenazione selettiva catalizzata da nanoparticelle metalliche.
Gestione di processi chimici industriali: visita ad uno stabilimento chimico.

Testi/Bibliografia

F. Cavani, "Lo sviluppo e la gestione dei processi chimici industriali" CLUEB 2004
a cura di H.W.Roesky, D. K. Kennepohl “Experiments in Green and Sustainable Chemistry” Wiley-VCH Weinheim Germany 2009
a cura di F. Cavani, G. Centi, S. Perathoner, F. Trifirò “Sustainable Industrial Chemistry – Principles, Tools and Industrial Examples”  Wiley-VCH Weinheim Germany 2009

Metodi didattici

Lezioni frontali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale.

Strumenti a supporto della didattica

Il docente utilizza a lezione presentazioni Powerpoint che sono messe a disposizione degli studenti.

Sono fornite dispense relative alle esperienze da condurre in laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Ferruccio Trifirò

Consulta il sito web di Fabrizio Cavani

Consulta il sito web di Giuseppe Fornasari