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Anno Accademico 2007/08
01AHZFT
Chimica industriale II
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Chimica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Gozzelino Giuseppe ORARIO RICEVIMENTO AC ING-IND/27 44 12 0 0 6
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/27 5 B - Caratterizzanti Ingegneria chimica
Obiettivi dell'insegnamento
Fornire agli allievi una conoscenza essenziale, attuale e incentrata sugli aspetti chimici e tecnologici, della trasformazione del petrolio grezzo in prodotti intermedi e in prodotti finali, rispettivamente intesi come materie prime per l'industria chimica e per l'industria manifatturiera. Nella prima parte del corso vengono presi in esame i processi di raffinazione e petrolchimici. Attraverso analisi degli aspetti termodinamici, cinetici e processistici, si illustrano le tecnologie impiegate per la raffinazione del greggio, per la trasformazione degli idrocarburi in derivati funzionalizzati e per la produzione di monomeri. Nella seconda parte del corso vengono forniti i fondamenti chimici e processistici che controllano la formazione e le proprietà dei polimeri industriali. Si analizzano i processi condotti mediante reazioni a stadi e reazioni a catena e le conoscenze di base vengono applicate alla analisi dei processi industriali utilizzati per la produzione di polimeri sintetici aventi proprietà termoplastiche, termoindurenti e elastomeriche.
Competenze attese
Conoscenza dei cicli industriali che portano dal petrolio ai prodotti finali di natura polimerica. Capacità di valutare la fattibilità di un processo di trasformazione di idrocarburi su scala industriale. Capacità di operare sui parametri di un processo di polimerizzazione al fine di controllare le proprietà del prodotto polimerico.
Prerequisiti
Il corso può essere seguito agevolmente se si hanno le conoscenze fondamentali di chimica organica e di chimica industriale.
Programma
Materie prime per l'industria chimica. Raffinazione per la produzione delle materie di base per la petrolchimica. Produzione industriale di monomeri. Tecnologie industriali di polimerizzazione. Processi per la produzione di polimeri mediante poliaddizione radicalica, cationica, anionica. Copolimerizzazione. Produzione di polimeri mediante policondensazione. Applicazioni industriali dei polimeri.
Programma: informazioni integrative
Il petrolio come materia prima. Aspetti storici ed economici dell'impiego industriale degli idocarburi derivati dal petrolio. Prodotti industriali di derivazione petrolchimica.
Valutazione tecnologica delle miscele idrocarburiche. Frazionamento del greggio. Composizione delle frazioni. Curve di distillazione. Proprietà tecnologiche. Rappresentazioni grafiche delle proprietà.
Processi di raffinazione. Miscele idrocarburiche di interesse energetico e petrolchimico. Processi di depurazione delle miscele gassose per assorbimento e adsorbimento. Trattamenti di depurazione per idrogenazione dei liquidi.
Conversione delle frazioni idrocarburiche liquide e gassose. Catalizzatori per la interconversione di idrocarburi. Processi di: cracking catalitico, alchilazione, isomerizzazione, oligomerizzazione, reforming catalitico.
Prodotti petroliferi. Specifiche dei prodotti. Blending. Additivazione. Inquinamento ambientale da uso di idrocarburi. Criteri ecologici e di sicurezza nella manipolazione di miscele idrocarburiche. Infiammabilità.
Produzione di olefine leggere. Etilene. Monoolefine e diolefine da steam cracking. Modelli di reazione. Separazione e purificazione dei prodotti insaturi. Butadiene e isoprene da intermedi petrolchimici.
Produzione di aromatici. Fonti di idrocarburi aromatici. Separazione delle miscele BTX. Processi per separazione e purificazione degli isomeri C8 aromatici. Interconversione di aromatici alchilati. Derivati degli aromatici
Intermedi petrolchimici. Monomeri, solventi e intermedi derivati da olefine leggere mediante processi di idroformilazione, ossidazione selettiva, idratazione, alogenazione.

Parte seconda

Generalità sulle macromolecole. Classificazione, strutture, proprietà, settori applicativi.
Pesi molecolari medi dalle proprietà di soluzioni polimeriche. Tecniche strumentali per la misura della distribuzione dei pesi molecolari.
Polimeri da poliaddizione radicalica. Monomeri, iniziatori, modelli di reazione, cinetica, controllo del peso molecolare. Modalità di processi industriali in massa, in soluzione, in sospensione e in emulsione.
Polimeri da polimerizzazione a stadi. Monomeri, catalizzatori, variabili di processo e grado di polimerizzazione, distribuzione dei pesi molecolari. Produzione industriale di poliammidi e poliesteri.
Polimeri da poliaddizione ionica. Iniziatori ionici. Caratteristiche dei processi a propagazione cationica e anionica. Polimerizzazione stereospecifica.
Produzione di commodities polimeriche. Polietilene a alta e bassa densità, polipropilene, polistirene, polivinil cloruro.
Polimeri da copolimerizzazione. Modelli di copolimerizzazione. Composizione del polimero e reattività dei monomeri. Rapporti di reattività e loro valutazione. Copolimeri di interesse industriale.
Produzione industriale di materiali polimerici termoplastici, termoindurenti ed elastomerici.
Laboratori e/o esercitazioni
Esercitazioni si sviluppano in aula durante tutto il corso. In esse si richiede agli allievi la soluzione di problemi numerici attinenti gli argomenti in corso di sviluppo.
Un ciclo di esercitazioni è condotto in laboratorio informatico In questo ultimo caso gli studenti divisi in piccoli gruppi, effettuano simulazioni di processi che hanno per oggetto la raffinazione del greggio e la produzione di polimeri industriali.
Bibliografia
All'inizio delle lezioni il docente consegna agli studenti copia del materiale didattico relativo alla prima parte del corso. Gli appunti sulla seconda parte del corso sono disponibili in rete sul portale della didattica.
Per approfondimenti delle tematiche trattate:
P. J. Chenier, Survey of Industrial Chemistry, Plenum Publisher, 2002
C. Giavarini, Processi di raffinazione e petrolchimici, Siderea, Roma, 1999.
A.I.M. , Macromolecole: Scienza e Tecnologia. Vol. 1, Pacini Editore, Pisa, 1992
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
Al termine del corso è previsto un accertamento di simulazione di processo nel laboratorio informatico. L'accertamento esonera dal presentare le relazioni sulle esercitazioni di simulazione nel corso dell'esame, che è condotto in forma orale, dura circa tre quarti d'ora, e consiste in tre o quattro domande poste ad ogni candidato, che portano a esposizione e illustrazione di processi chimici o svolgimento di brevi calcoli.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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