CdSINGEGNERIA CHIMICA
Codice789II
CFU5
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente conoscenze, metodologie e strumenti per lo sviluppo, la simulazione e l'ottimizzazione di processi chimici integrati.
In particolare lo studente acquisirà:
- conoscenze relative ai criteri di scelta ottimale del sistema di reazione e dei sistemi di separazione, riciclo e spurgo di processi chimici complessi;
- metodologie per l'integrazione energetica (pinch analysis);
- conoscenze relative allo sviluppo di modelli di simulazione di processi chimici complessi, finalizzati alla loro ottimizzazione.
The course objective, divided into two parallel segments, is to provide the student with the knowledge, methodologies and tools for synthesis, development, simulation and optimization of integrated chemical processes.
In particular, the student will acquire:
- optimal selection criteria for the reaction system, separation, recycling and purge systems, in chemical processes,
- methods for energy integration (pinch analysis);
- knowledge about the development of simulation models of complex chemical processes, aimed at their economic optimization.
L'apprendimento delle conoscenze sopra descritte verrà verificato attraverso esercitazioni numeriche svolte in classe, homework assegnati in itinere e prova orale.
Learning the aforementioned knowledge will be verified through classroom exercises, homework assignments and an oral final exam.
Lo studente acquisirà le seguenti capacità:
- sviluppo di un flowsheet di un processo chimico complesso
- programmazione di codici “general purpose” (Python)
- utilizzo del software di simulazione di processo UniSim Design
he student will acquire the following skills:
- development of a flowsheet of a chemical process
- numerical programming using "general purpose" languages
- using UniSim Design process simulation software
L'acquisizione delle capacità sopra indicate verrà verificata attraverso l'assegnazione di homework che prevedono lo sviluppo di flowsheet, la modellazione tramite codice in Python e la simulazione di processo con UniSim Design.
The acquisition of the aforementioned skills will be verified through the assignment of homeworks that include the development of flowsheets, modeling using code in Python and process simulation with UniSim Design.
Lo studente acquisirà:
- un approccio sistematico ed integrato nello sviluppo di un processo chimico su scala industriale;
- una sensibilità nell'analisi dei risultati di simulazione del processo modellato.
The student will acquire:
- a systematic and integrated approach to the development of an industrial scale chemical process;
- a sensitivity in the analysis of simulation results obtained for the modeled process.
L'acquisizione dei comportamenti sopra indicati verrà verificata durante lo svolgimento delle lezioni ed esercitazioni attraverso il coinvolgimento dello studente da parte del docente.
Acquiring the abovementioned behaviors will be verified during the course of the lessons and exercises through the teacher's involvement with the student.
Lo studente dovrà aver già acquisito adeguate conoscenze di:
- cinetica chimica e design di reattori
- operazioni unitarie principali (scambio termico, distillazione, estrazione liquido-liquido)
- algebra lineare e calcolo numerico
The student must have acquired adequate knowledge of:
- chemical kinetics and reactor design
- main unit operations (heat exchange, distillation, liquid-liquid extraction)
- linear algebra and numeric calculation
Vengono svolte lezioni frontali, anche con l'ausilio di slide. Vengono inoltre svolte esercitazioni con l'impiego di software (Python e UniSim Design), con la partecipazione attiva dello studente.
La frequenza al corso, sebbene non obbligatoria, è fortemente consigliata.
Frontal lessons are done, even with the help of slide. Classroom exercises with use of software (Python and UniSim Design) are also carried out, with the active participation of the student.
The course attendance, though not mandatory, is strongly recommended.
- Approccio gerarchico di sviluppo di un processo chimico
- Criteri di scelta del cammino e sistema di reazione
- Struttura del sistema di separazione, riciclo e spurgo
- Teoria della simulazione rigorosa di sistemi liquido-vapore multi-componente
- Strumenti e metodi di integrazione termica (pinch analysis)
- Strumenti e metodi di modellazione matematica di processi chimici
- Ottimizzazione numerica dei processi
- Simulazione rigorosa di processi tramite UniSim Design
- A hierarchical approach to the development of a chemical process and its related integrations
- Choices of the path and reaction system
- Selection criteria for separation, recycling and purge
- Theory of rigorous simulation of multi-component liquid-vapor systems
- Heat integration methods (pinch analysis)
- Mathematical modeling tools and methods of chemical processes
- Numerical optimization of processes
- Rigourous process simulation with UniSim Design
Testi e letture suggerite:
- J. M. Douglas “Conceptual Design of Chemical Processes”, McGraw-Hill (1988)
- W. D. Seider, J. D. Seader, D. R. Lewin "Process Design Principles, Synthesis, Analysis and Evaluation", John Wiley & Sons (1999)
- M. S. Peters, K. D. Timmerhaus “Plant Design and Economics for Chemical Engineers”, McGraw-Hill (1991)
- R. Smith “Chemical Pocess Design and integration”, John Wiley & Sons (2005)
- A. Brambilla. Distillation Control and Optimization. Mc. Graw Hill Education, 2014
Le slide che coprono il programma del corso, le esercitazioni software ed eventuale altro materiale sono resi disponibili agli studenti sulla piattaforma elearning.
Suggested texts and readings:
- J. M. Douglas, "Conceptual Design of Chemical Processes," McGraw-Hill (1988)
- W. D. Seider, J.D. Seader, D.R. Lewin, "Process Design Principles, Synthesis, Analysis and Evaluation", John Wiley & Sons (1999)
- M. S. Peters, K. D. Timmerhaus, Plant Design and Economics for Chemical Engineers, McGraw-Hill (1991)
- R. Smith, "Chemical Pocess Design and Integration", John Wiley & Sons (2005)
- A. Brambilla. Distillation Control and Optimization. Mc. Graw Hill Education, 2014
The slides that cover the course program, software exercises and any other material are made available to students on the elearning platform.
Nessuna
none
L'esame prevede:
- lo svolgimento di homework assegnati in itinere la cui valutazione concorre al voto finale
- prova orale volta a coprire gli argomenti del corso e discussione degli homework
The exam is composed by:
- homeworks assigned during the course, which concur to the final grade
- oral exam covering the course topics and discussion of homeworks
Il corso si svolge nel secondo semestre ed è tenuto dai Proff. Pannocchia e Puccini.
The course is held in the second semester and taught by the Prof. Pannocchia and Puccini.