ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| ANALISI E SVILUPPO DEI PROGETTI | ING-IND/25 | LEZIONI | 60 |
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Acquisizione di conoscenze e metodologie per progettazione di sistema - Impianto chimico e dell'industria di processo- con particolare riferimento alle fasi di sviluppo del progetto, con lo scopo di definire le specifiche di processo (flow sheet), di impianto (P&I) e delle principali apparecchiature ed ausiliari.
Develop a solid knowledge of the main issues related to the design and operation of a chemical process plant, with particular emphasis to the steps that follow the development of a project. Knowledge on methodologies of project management will be aquired together with cost estimation, P&I and Flow Sheet definition tolls. A final project work on a specific plant from different process sectors will be executed and discussed
Lo studente sarà valutato sulla sua capacità di discutere i contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata. - Durante la prova orale lo studente deve essere in grado di dimostrare la sua conoscenza del materiale del corso ed essere in grado di discutere il lavoro del progetto eseguito alla fine del corso
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. - During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the project work executed at the end of the course - The student's ability to explain correctly the main topics presented during the course at the board will be assessed.
Methods:
Capacità di effettuare valutazioni tecnico-economiche e di elaborare un progetto finale su una unità produttiva assegnata dal docente ad un gruppo di lavoro
Ability to perform technical-economic evaluations and to draw up a final project on a production unit assigned by the teacher to a working group
Sviluppo di un progetto con discussione dell'elaborato progettuale nell’esame orale
Development of a project with discussion of the project design in the oral exam
Durante il lavoro di gruppo gli studenti potranno maturare la sensibilità alla integrazione delle competenze caratterizzanti l'ingegneria chimica e di processo
Durante il lavoro di gruppo saranno verificate le modalità di analisi e integrazione dei dati e delle nozioni
Operazioni Unitarie, Progettazione di apparecchiature chimiche, Ingegneria delle reazioni chimiche, Affidabilità e sicurezza nell'industria di processo
Unit operations, Chemical Reaction Engineering, Design of chemical plant components, Safety & Reliability in Process Industry
Il corso si svolge in modo frontale tradizionale, talvolta con l'ausilio di slide/filmati/connessioni web. Possono essere inseriti seminari tenuti da tecnologi industriali. Il materiale didattico a supporto del corso è postato sul portale e-learnng. Quando possibile vengono organizzate visite presso stabilimenti industriali. L'interazione con lo studente avviene anche al di fuori della lezione mediante ricevimenti settimanali e posta elettronica. Il ricevimento settimanale del docente è concordato all'inizio del corso in base all'orario delle lezioni.Il corso si svolge in modo frontale tradizionale, talvolta con l'ausilio di slide/filmati/connessioni web. Possono essere inseriti seminari tenuti da esperti. Il materiale didattico a supporto del corso è postato sul portale e-learnng. Quando possibile vengono organizzate visite presso stabilimenti industriali. L'interazione con lo studente avviene anche al di fuori della lezione mediante ricevimenti settimanali e posta elettronica. Il ricevimento settimanale del docente è concordato all'inizio del corso in base all'orario delle lezioni.
Sviluppo di un progetto con discussione dell'elaborato progettuale all'esame orale
Frequenza: consigliata
Attività didattiche:
• frequentando le lezioni
• preparazione della relazione orale / scritta
• lavoro di gruppo
• Ricerca bibliografica
• Utilizzo di applicativi/ fogli di calcolo
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
Teaching methods:
INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO DELL'INDUSTRIA DI PROCESSO Generalità sulla progettazione di un impianto chimico e dell’industria di processo. Modalità di svolgimento della progettazione. Specifica di progettazione. Piano generale di progettazione e documentazione di progetto. Verifiche e controllo della progettazione, sistemi qualità. Programmazione secondo Gantt e PERT delle fasi realizzative di un progetto a partire dall'ingegneria sino al "commissioning" ed agli start-up. Gestione dei fornitori di impianti e servizi.
SVILUPPO DI UN PROGETTO: VINCOLI NORMATIVI La struttura della normativa cogente: Direttive, Regolamenti, Leggi nazionali e locali. Esempi di normativa di interesse per l’industria di processo (legislazione con regime autorizzatorio) Norme volontarie e di settore: il sistema ISO, normative e standard di settore. Cenni sugli appalti privati e commesse pubbliche. ISO 14001 e 45001 La gestione integrata HSE nell’industria chimica. I Sistemi di gestione ambientale: ISO 14000, EMAS. Esempio di applicazione ad una industria di processo. L’integrazione qualita’-sicurezza-ambiente. La prevenzione ed il controllo integrato dell’inquinamento (IPPC)
SVILUPPO DI UN PROGETTO: VINCOLI ECONOMICI Metodi di valutazione dei costi di investimento e di esercizio. Valutazione dei ricavi. Introduzione alla contabilità industriale e strumenti di bilancio: conto profitti e perdite, balance sheet, flusso di cassa; interpretazione del bilancio. Analisi degli investimenti; ammortamento, metodi di attualizzazione dei costi, ritorno di un investimento. Cenni sul Project Financing. e sugli strumenti di decision making Esempi di valutazione dei costi di produzione nell’industria di processo
STOCCAGGIO DI FLUIDI: Serbatoi di processo e serbatoi di stoccaggio (tipologie ed accessori). Materiali e sicurezza degli stoccaggi.
IMPIANTISTICA DEI MATERIALI SOLIDI: Trasporto, macinazione, vagliatura, classificazione, flottazione. Stoccaggio. Dosaggio. SEPARAZIONE GAS/ SOLIDO: principi, apparecchiature
AUSILIARI E SERVIZI DI IMPIANTO Le acque di stabilimento; Tipologia di approvvigionamento, criteri di riciclo, riutilizzo, riuso. Trattamenti delle acque . Fluidi ausiliari: aria compressa, gas tecnici, vettori energetici (vapore, olio diatermico, refrigeranti). Organizzazione dei servizi di stabilimento
ESEMPI DI PROGETTAZIONE: Esempi di applicazione, su impianti in continuo ed in discontinuo: bilanci materiali ed energetici, dimensionamento delle apparecchiature, scelta dei materiali, stesura del P&ID, del flow-sheet, dei fogli di specifica. Esempi trattati:- impianto di separazione e compressione idrocarburi (Oil&Gas), impianto batch con reattori multipurpose (industria farmaceutica); impianto con reattore e separazioni in continuo (gassificazione, distillazione di solventi organici, etc.)
INTRODUCTION TO PROCESS DESIGN : Nature of Design, The Anatomy of a Chemical Manufacturing Process. The Organization of a Chemical Engineering Project. Project Documentation. Codes and Standards. Project planning (Gantt- PERT tools) of design and realisation phases. Control and verification of the project. Commissioning and start up of the plant. Contractors and suppliers management
PROJECT MANAGEMENT: LEGAL AND REGULATORY REQUIREMENTS: The structure of legislation for process industry sector in EU. Integrated Authorisation and Permitting issues. Example of Legislation in Italy for different process industries. Mandatory and voluntary basis Standards and their applicability to Process Industry Sectors. ISO 14000 and OHSAS 18000 standards. HSE integrated management: cases studies in process industry
PROJECT MANAGEMENT: COSTING AND PROJECT EVALUATION: Costs, Revenues, and Profits .Estimating Capital Costs; Estimating Production Costs and Revenues. Taxes and Depreciation. The balance sheet and the income statement . Project Financing.Economic Evaluation. Exaples of costs evaluation and return of investments in process industry
PIPING: Mechanical Design of Piping Systems, Pipe Size Selection,. Control and Instrumentation, Pipe and Tubing Sizes and Ratings, Pressure-Piping Code,Pipe-System materials
STORAGE AND PROCESS VESSELS. Storage of Liquids. Atmospheric Tanks, Pressure Tanks, Calculation of Tank Volume, Container Materials and Safety , Pond and Underground Storage.
STORAGE and HANDLING OF SOLIDS: operations with solid and powder materials. Size reduction, separation, classification. Silos and storages
UTILITIES AND ANCILLARY SERVICES : Watter system: Cooling water; Water for general use; Demineralized water; Wastewater treatment. Waste managements, Compressed air. Inert-gas supplies;, Refrigeration; Energy managementstments in process industry
CASE STUDIES : Examples of project development for different sectors: mass and energy balances, flow sheet, P&I. Equipment selection, specifications and design. Oil & gas sector: compression and separation plant. Batch processess (pharmaceutical) . Reaction and separation plants (gasification plant to biofules, distillation of VOCs, etc.)
The course provides notions and methdodologies for the design of a chemical process plant.The topics are the following: 1. Introduction : Nature of Design, The Anatomy of a Chemical Manufacturing Process. The Organization of a Chemical Engineering Project. Project Documentation. Codes and Standards. 2. Piping and Instrumentation: The P and I Diagram, Mechanical Design of Piping Systems, Pipe Size Selection,. Control and Instrumentation, Pipe and Tubing Sizes and Ratings, Pressure-Piping Code,Pipe-System Materials 3. STORAGE AND PROCESS VESSELS. Storage of Liquids. Atmospheric Tanks, Pressure Tanks, Calculation of Tank Volume, Container Materials and Safety , Pond and Underground Storage. Storage of Gases 4. COSTING AND PROJECT EVALUATION: Costs, Revenues, and Profits.Estimating Capital CostsEstimating Production Costs and Revenues. Taxes and Depreciation. Project Financing.Economic Evaluation 5. STORAGE and HANDLING OF SOLIDS. 6. Plant services and auxiliares
Materiale didattico (Schemi, slides, Norme, etc.) su piattaforma e-learning moodle
Riferimenti:
Excel sheets, AutoCAD or similar, Flow sheeting tools (UniSim),
Provided by teacher (Schemes, slides, Standards, etc.
GAVIN TOWLER, RAY SINNOTT: CHEMICAL ENGINEERING DESIGN: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, 2008, Elsevier Inc
Recommended reading includes the following works; - GAVIN TOWLER, RAY SINNOTT: CHEMICAL ENGINEERING DESIGN: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, 2008, Elsevier Inc. - Perry’s Chemical Engineers’ Handbook Slides of the Lectures are also provided
Non susssistono variazioni per i non frequentanti
L'esame consiste in una prova orale tra il candidato e il docente della durata media di 45 minuti.
La prova orale non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di descrivere e giusticficare le scelte progettuali e le metodologie utilizzate per la redazione del progetto finale, esprimendosi in modo chiaro e di usando la terminologia corretta
Project work
