Scheda programma d'esame
INGEGNERIA DELLE REAZIONI CHIMICHE
GABRIELE PANNOCCHIA
Anno accademico2019/20
CdSINGEGNERIA CHIMICA
Codice624II
CFU12
PeriodoAnnuale

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
REATTORI CHIMICI ETEROGENEIING-IND/25LEZIONI60
CHIARA GALLETTI unimap
TEORIA E SVILUPPO DEI SISTEMI REAGENTIING-IND/26LEZIONI60
RICCARDO BACCI DI CAPACI unimap
GABRIELE PANNOCCHIA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

L’obiettivo del corso, suddiviso in due moduli, è di fornire agli studenti i fondamenti del design e dell’analisi di reattori chimici omogenei (modulo 1 - Teoria e sviluppo dei sistemi reagenti) ed eterogenei catalitici e non (modulo 2 - Reattori Chimici Eterogenei).

Tra gli obiettivi specifici vi sono: comprensione dei meccanismi alla base delle reazioni chimiche; determinazione sperimentale dei parametri cinetici; analisi di schemi cinetici complessi e tecniche di semplificazione; individuazione dei fenomeni controllanti (cinetica, miscelazione e trasporto di materia); comprensione degli effetti termici; valutazione e ottimizzazione di diverse configurazioni reattoristiche.

Knowledge

The objective of the course, divided into two modules, is to provide the students with the basics of design and analysis of homogeneous chemical reactors (Module 1 - Theory and Development of Reactive Systems) and catalytic and non-catalytic heterogeneous reactors (Module 2 - Heterogeneous Chemical Reactors).

Among the specific objectives there are: understanding the mechanisms underlying the chemical reactions; Experimental determination of kinetic parameters; Analysis of complex kinetic schemes and reduction techniques; Identification of controlling phenomena (kinetics, mixing and mass transport); Understanding thermal effects; Evaluation and optimization of different reactor configurations.

Modalità di verifica delle conoscenze

In entrambi i moduli, oltre alle lezioni teoriche, vengono svolte esercitazioni in classe allo scopo di verificare l'apprendimento delle conoscenze sopra descritte. Tali esercitazioni possono prevedere sia una soluzione numerica sia l'impostazione del metodo risolutivo dal punto di vista teorico.

Assessment criteria of knowledge

In both modules, in addition to the theoretical lessons, classroom exercises are carried out in order to verify the acquisition of the above-described knowledge. These exercises may require either a numerical solution or the development of a solution method from a theoretical side.

 

Capacità

Gli studenti acquisiranno le seguenti capacità:

  • Impostazione e risoluzione delle equazioni fondamentali che descrivono le diverse configurazioni di reattori chimici omogenei ed eterogenei
  • Analisi dei dati sperimentali e loro interpretazione allo scopo di sviluppare modelli cinetici omogenei ed eterogenei
  • Ottimizzazione della configurazione reattoristica, anche tenendo conto degli effetti termici
Skills

Students will acquire the following skills:

  • Setting and resolution of the fundamental equations describing the different configurations of homogeneous and heterogeneous chemical reactors
  • Analysis of experimental data and their interpretation in order to develop homogeneous and heterogeneous kinetic models
  • Optimization of the reactor configuration, also taking into account the thermal effects
Modalità di verifica delle capacità

Gli esercizi proposti nell'esame scritto sono pensati in modo da poter verificare, sia qualitativamente che quantitativamente, l'acquisizione delle capacità sopra indicate.

Assessment criteria of skills

The exercises proposed in the written exam are designed so that you can verify both qualitatively and quantitatively the acquisition of the abovementioned abilities.

Comportamenti

Gli studenti acquisiranno sensibilità:

  • nello svolgere attività di analisi di dati sperimentali e nell'interpretazione degli stessi
  • nel comprendere l'effetto dei diversi fenomeni presenti nei reattori chimici
  • nella valutazione delle condizioni operative ottimali
Behaviors

Students will acquire sensitivity:

  • in analysing and interpreting experimental data
  • in understanding the effect of the various phenomena taking place in chemical reactors
  • in identifying optimal operating conditions
Modalità di verifica dei comportamenti

Gli esercizi proposti nell'esame scritto sono pensati in modo da poter verificare l'acquisizione dei comportamenti sopra indicati.

Assessment criteria of behaviors

The exercises proposed in the written exam are thought to verify the acquisition of the above behaviors.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Lo studente deve avere adeguate conoscenze di:

  • algebra lineare
  • calcolo differenziale e integrale
  • termodinamica chimica
  • fenomeni di trasporto
Prerequisites

The student must have adequate knowledge of:

  • linear algebra
  • differential and integral calculation
  • chemical thermodynamics
  • transport phenomena
Indicazioni metodologiche

Vengono svolte lezioni frontali, anche con l'ausilio di slide. Vengono inoltre svolte esercitazioni in aula, guidate dal docente. La frequenza al corso, sebbene non obbligatoria, è fortemente consigliata.

Le slide (in Inglese) che coprono l'intero programma del corso, le esercitazioni numeriche ed eventuale altro materiale (articoli scientifici) sono resi disponibili agli studenti sulla piattaforma elearning. 

Il docente è disponibile settimanalmente per ricevimento degli studenti.

Qualora fossero presenti studenti stranieri, il docente è disponibile a svolgere le lezioni in Inglese.

 

Teaching methods

Frontal lessons are held, even with the help of slides. Classroom exercises, led by the teacher, are also held. The course participation, though not mandatory, is strongly recommended.

The slides (in English) that cover the entire course program, numerical exercises and any other material (scientific articles) are made available to students on the elearning platform.

The teacher is available weekly for student reception.

If foreign students are present, the teacher is available to take classes in English.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Parte I (reazioni omogenee) 1. Principi di reazione (espressioni cinetiche e bilanci di massa) 2. Metodi di calcolo dei parametri cinetici 3. Reattori isotermici (CSTR, PFR, reattore batch) 4. Reattori non isotermici (CSTR, PFR, reattore batch) 5. Fondamenti dei reattori non ideali (distribuzioni di tempo di residenza) Ingegneria di reazione chimica

Parte II (reazioni eterogenee) 1. Fondamenti e modelli di reazioni eterogenee 2. Reattori catalitici non porosi (isotermici e non isotermici) 3. Reattori catalitici porosi (isotermici e non isotermici) 4. Reattori gas-solido 5. Reattori gas-liquido e assorbimento chimico

Syllabus

Part I (Homogeneous reactions) 1. Reaction fundamentals (kinetic expressions and mass balances) 2. Methods for computing kinetic parameters 3. Isothermal reactors (CSTR, PFR, batch reactor) 4. Non- isothermal reactors (CSTR, PFR, batch reactor) 5. Basics of non-ideal reactors (residence time distributions)

Part II (Heterogenous reactions) 1. Heterogenous reactors fundamentals and models 2. Nonporous catalytic reactors (isothermal and non-isothermal) 3. Porous catalytic reactors (isothermal and non- isothermal) 4. Gas-solid reactors 5. Gas-liquid reactors and chemical absorption

Bibliografia e materiale didattico

Libri di testo:

  • Levenspiel. "Ingegneria delle reazioni chimiche", Zanichelli
  • Froment & Bischoff. "Chemical Reactor Analysis and Design", Wiley Series in Chemical Engineering
  • Rawlings & Ekerdt. "Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals", Nob Hill Publishing
  • Carberry. "Chemical and Catalytic Reaction Engineering", Dover Publications, Inc.

Le slide che coprono l'intero programma del corso, le esercitazioni numeriche ed eventuale altro materiale (articoli scientifici) sono resi disponibili agli studenti sulla piattaforma elearning. 

Bibliography

Textbooks:

  • Levenspiel. "Ingegneria delle reazioni chimiche", Zanichelli
  • Froment & Bischoff. "Chemical Reactor Analysis and Design", Wiley Series in Chemical Engineering
  • Rawlings & Ekerdt. "Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals", Nob Hill Publishing
  • Carberry. "Chemical and Catalytic Reaction Engineering", Dover Publications, Inc.

Slides covering the entire course program, numerical exercises and any other material (scientific articles) are made available to students on the elearning platform.

Indicazioni per non frequentanti

Nessuna

Non-attending students info

None

Modalità d'esame

Prova scritta separata per ciascun modulo con obbligo di superare la prova del primo modulo per poter accedere alla prova del secondo modulo.

Assessment methods

Separate written test for each module with the obligation to pass the test of the first module to access the test of the second module.

Altri riferimenti web

https://people.unipi.it/gabriele_pannocchia/teaching/

http://info.dici.unipi.it/chiara-galletti/home/teaching

Additional web pages

https://people.unipi.it/gabriele_pannocchia/teaching/

http://info.dici.unipi.it/chiara-galletti/home/teaching

Note

Nessuna

Notes

None

Ultimo aggiornamento 28/08/2019 09:16