Obiettivi formativi
Conoscenze: il Corso di Chimica e Tecnologia dei Processi Industriali ha lo scopo di illustrare gli aspetti chimici e tecnologici dei processi industriali utilizzati per la produzione di alcuni fra i più importanti intermedi organici. Inoltre fornisce conoscenze in merito alle fonti energetiche alternative al petrolio. Particolare risalto è dato ai fattori che intervengono a determinare la scelta del processo più conveniente e al disegno semplificato dell'impianto di produzione.
Capacità di comprensione applicate, autonomia di giudizio, abilità comunicative: viene curata l'acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, viene incentivata la capacità di esprimere contenuti in modo chiaro e razionale, vengono sottolineati i collegamenti tra le diverse parti del corso. Durante l’esame orale viene richiesto anche di presentare un argomento a scelta dallo studente, approfondito e ampliato con informazioni tratte dalla letteratura recente; questo stimola a formulare un giudizio personale, sulla base della proprie conoscenze, sulla sostenibilità dei processi di cui si parla e la fattibilità dei progetti presi in esame.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
PRIMA PARTE
I principali derivati degli intermedi organici di base: etilene, propilene, butadiene, isobutene, 1-butene, butano, idrocarburi C5, benzene, toluene, xileni, metanolo. Processi industriali di polimerizzazione degli intermedi di base. Processi industriali di produzione del dicloroetano e del cloruro di vinile.Prodotti di ossidazione degli intermedi di base e loro principali derivati. Processi di alchilazione del benzene con etilene e propilene, processi di produzione dello stirene, processi di produzione del fenolo, processi industriali di produzione del caprolattame. Processi industriali di nitrazione del benzene e del toluene, processi di produzione dell'anilina, processi di produzione degli isocianati.
SECONDA PARTE
Fonti energetiche. Upgrading di benzine. Processi GTL; valorizzazione del metano. Processi MTG e MTO
Produzione idrocarburi da gas di sintesi – Processi Fischer-Tropsch e “upgrading” dei prodotti
Biomasse. Produzione diretta di idrocarburi da trigliceridi – Processo Ecofining
Produzione del bioetanolo, produzione di bio-olio da pirolisi delle biomasse; processi di gassificazione delle biomasse; produzione di idrogeno da biomasse. Processi BTL: produzione biometanolo, produzione di “Green Diesel” via sintesi Fischer-Tropsch
Programma esteso
PRIMA PARTE
I principali derivati degli intermedi organici di base: etilene, propilene, butadiene, isobutene, 1-butene, butano, idrocarburi C5, benzene, toluene, xileni, metanolo.
Processi industriali di polimerizzazione degli intermedi di base: produzione di polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (HDPE), polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polipropilene, polibutadiene.
Processi industriali di produzione del dicloroetano e del cloruro di vinile.
Prodotti di ossidazione degli intermedi di base e loro principali derivati: processi di produzione dell'ossido di etilene e dell'ossido di propilene, processi di produzione del glicol etilenico, processo Wacker, processi di produzione dell'acido acetico e dell'anidride acetica, produzione dell'acetato di vinile, processi di ossidazione e ammonossidazione del propilene, produzione dell'adiponitrile, processi di produzione dell'acetone, processi industriali di produzione del metacrilato di metile, processi di oxosintesi, processi di produzione della formaldeide, processi di produzione dell'anidride maleica e del butandiolo, produzione dell'acido adipico, ossidazione del benzene a fenolo, ossidazione del toluene ad acido benzoico, processi di produzione dell'anidride ftalica, processi di produzione dell'acido tereftalico e del dimetiltereftalato.
Processi di alchilazione del benzene con etilene e propilene: produzione di etilbenzene e cumene, processi di produzione dello stirene, processi di produzione del fenolo, processi industriali di produzione del caprolattame.
Processi industriali di nitrazione del benzene e del toluene, processi di produzione dell'anilina, processi di produzione degli isocianati.
SECONDA PARTE
Fonti energetiche: petrolio petrolio e gas naturale: situazione e prospettive per l’Europa
Upgrading di benzine; Processi GTL; valorizzazione del metano: “coupling” ossidativo; reazioni di oligomerizzazione dell’etilene (Processo SHOP), aromatizzazione del metano.
Produzione dimetiletere/idrocarburi da metanolo – Processi MTG e MTO
Produzione idrocarburi da gas di sintesi – Processi Fischer-Tropsch e “upgrading” dei prodotti
Biomasse: chimica e caratteristiche delle biomasse ; biocombustibili di prima e di seconda generazione; produzione Biodiesel; utilizzo glicerina
Produzione diretta di idrocarburi da trigliceridi – Processo Ecofining
Produzione del bioetanolo
Produzione di bio-olio da pirolisi delle biomasse
Processi di gassificazione delle biomasse; produzione di idrogeno da biomasse
Processi BTL: produzione biometanolo, produzione di “Green Diesel” via sintesi Fischer-Tropsch
Bibliografia
Dispense del Corso
Harold A. WITTCOFF, Bryan G. REUBEN, Jeffery S. PLOTKIN Industrial Organic Chemicals, 2nd Ed. Wiley InterScience, July 2004
Philippe ARPENTINIER, Fabrizio CAVANI, Ferruccio TRIFIRO' The Technology of Catalytic Oxidations Vol.1 - Chemical, catalytic & engineering aspects Cap. 6-7-8 Ed. TECHNIP, France 2001
Catalytic Chemistry, B. C. Gates, John Wiley & Sons, Inc.
Enviromental catalysis, John Wiley & Sons, Inc. 2009
Industrial catalysis: A practical approach. J. Hagen. John Wiley & Sons, Inc., 2nd ed., 2006
Green chemistry and catalysis, Sheldon et al., John Wiley & Sons, Inc. 2007
Metodi didattici
Lezione frontale con sussidi visivi.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale.
Durante l’esame orale viene richiesto anche di presentare un
argomento a scelta dallo studente, approfondito e ampliato con
informazioni tratte dalla letteratura recente; questo stimola a formulare
un giudizio personale, sulla base della proprie conoscenze, sulla
sostenibilità dei processi di cui si parla e la fattibilità dei progetti presi in
esame.
Altre informazioni
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