TECNOLOGIE CHIMICHE PER L'INDUSTRIA E LABORATORIO

L’obiettivo del corso è quello di offrire un dettagliato panorama conoscitivo del processo industriale petrolifero in tutti i suoi aspetti peculiari, sia relativo alle tecnologie chimiche coinvolte, sia relativo ai controlli analitici di laboratorio legati alla qualità prodotti.

Più specificatamente:

- somministrare le conoscenze base del processo industriale petrolifero, integrato con aspetti petrolchimici e di cogenerazione di energia elettrica;

- approfondire la conoscenza delle materie prime: grezzi e biodiesel, dei semilavorati e dei prodotti finiti, con particolare riguardo al controllo qualità; esaminare gli aspetti commerciali, doganali e fiscali legati alla vendita e distribuzione di carburanti e combustibili;

- introdurre gli elementi base per la conoscenza delle modalità applicative della chimica analitica per il controllo di un processo produttivo industriale in relazione alle tecnologie analitiche chimiche afferenti;

- fornire gli strumenti normativi nazionali/internazionali per la preparazione e messa in atto di un sistema di gestione per la qualità ai fini del raggiungimento dell’ACCREDITAMENTO formale nazionale/internazionale di un laboratorio chimico secondo le prescrizioni di una specifica norma di riferimento;

- progettare e implementare mirate esperienze laboratoriali per campioni a matrice acquosa e idrocarburica, di tipo manuale e strumentale, nonché somministrare le conoscenze di base per la valutazione statistica dei dati ottenuti ed, ove possibile, offrire la possibilità di visite studio direttamente presso una raffineria.

In particolare, il corso si propone:

per quanto concerne la conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding):

- far conoscere il sistema produttivo del downstream petrolifero, nei suoi articolati aspetti che riguardano il processo, il controllo del processo, e la formulazione dei prodotti finali, garantire il rispetto delle specifiche commerciali, doganali/fiscali, ed ambientali mediante un efficace controllo qualità accreditato secondo uno schema normativo nazionale/internazionale;

- far comprendere la complessità tecnologica impiantistica, le caratteristiche qualitative chimiche e chimico/fisiche dei carburanti e combustibili, le relative metodologie del controllo analitico strumentale e gli elementi normativi prescrittivi per dare seguito all’accreditamento di un laboratorio chimico;

per quanto concerne la capacità di applicare conoscenze e comprensione (applying knowledge and understanding):

- sviluppare e/o migliorare la capacità di riconoscere i principali processi del downstream petroliferi integrati coi processi petrolchimici e cogenerativi cosi da comprendere le dinamiche di controllo ed economicità del sistema produttivo, della verifica analitica manuale e strumentale dei prodotti e della garanzia della qualità finale mediante sia attività laboratoriali specifiche, sia mediante la preparazioni di piani di valutazione delle criticità dei metodi analitici applicati durante le esercitazioni di laboratorio, rispettivamente;

per quanto riguarda l’autonomia di giudizio (making judgements):

- fornire strumenti per stimare le criticità dei processi produttivi, le implicazioni impiantistiche, i prodotti ottenuti sia in termini di proprietà chimiche e chimico/fisiche, sia nella loro commercializzazione;

- fornire strumenti per stimare i procedimenti statistici per la valutazione dei dati analitici ottenuti durante le misure analitiche in laboratorio;

- infine, fornire gli strumenti per la preparazione della documentazione base necessaria per l’implementazione di un sistema per la qualità ai fini dell’accreditamento di un laboratorio chimico;

per quanto concerne le abilità comunicative (communication skills):

- sviluppare e/o migliorare sia l’esposizione scritta riguardo le prove di laboratorio secondo uno schema adottato nella pratica industriale, sia l’esposizione orale delle nozioni acquisite con proprietà di linguaggio tecnico ed analitico;

per quanto concerne le capacità di apprendimento (learning skills):

- saper applicare le conoscenze dei processi produttivi per la loro valutazione e controllo analitico manuale e strumentale;

- saper applicare le conoscenze per valutare e progettare il controllo analitico delle proprietà dei prodotti finiti ai fini della garanzia di qualità;

- saper applicare le conoscenze analitiche e statistiche per l’esecuzione di prove e stimare la variabilità dei dati;

- saper applicare le conoscenze per redigere la documentazione necessaria per l’accreditamento di un laboratorio chimico.

- saper gestire i software di elaborazione dati spettrali ottenuti durante le misure spettrali.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

In questo caso, è auspicabile contattare il docente referente CINAP (Centro per l'inclusione attiva e partecipata) del Dipartimento.

Il corso è strutturato attraverso lezioni teoriche in aula, esperienze di analisi chimiche e chimico/fisiche in laboratorio e  visite di studio presso una raffineria di petrolio a seconda della disponibilità aziendale.

Sono richieste conoscenze base di processi chimici industriali e chimica analitica, per cui esiste propedeuticità col corso di Processi Chimici Industriali ed elementi di impianti, Chimica Analitica 1 e Laboratorio

Frontali in aula: obbligatoria con le deroghe stabilite dal regolamento didattico del CDS in Chimica Industriale

Laboratorio: obbligatoria per almeno il 75 % delle ore previste.

FRONTALI IN AULA

1. Presentazione dell’area industriale Priolo-Augusta

Cenni storici sulla nascita del polo industriale di Priolo/Augusta. Industria privata e industria pubblica. Differenziazione della classe operaia.

2. Raffinazione del greggio e sistema integrato di produzione

Ceni storici e caratteristiche della materia prima: greggio. Criteri di scelta secondo gli scenari di mercato e proprietà intrinsiche di tipo chimico, chimico-fisiche e tecnologiche. Ciclo di raffinazione integrato: schemi a blocchi, descrizione degli impianti, formulazione prodotti finiti, cogenerazione di energia elettrica.

3. Petrolchimica a supporto della raffinazione

Impianti di produzione di intermedi chimici per la formulazione di carburanti: schemi a blocchi, caratteristiche e descrizione impianti. Applicazioni di Petrolchimica da intermedi prodotti dalla raffinazione del greggio

4. Specifiche prodotti: nazionali ed internazionali; normazione dei combustibili per autotrazione e per la flotta aerea

Origine di una specifica prodotto: iter di redazione e pubblicazione; caratteristiche e interpretazione.

5. Controllo qualità : prodotti semilavorati, materie prime, prodotti finiti, additivi e denaturanti

Metodologie analitiche per il controllo delle materie prime approvvigionate per il ciclo di raffinazione integrato, per il controllo dei semilavorati e dei prodotti finiti. Descrizione dei metodi analitici indicati nelle specifiche prodotto, in termini di significato e modalità operative. Caratteristiche degli additivi usati per la formulazione finale dei carburanti/combustibili con particolare riguardo ai Cold Flow Improvers. Denaturanti fiscali usati per la differenziazione dei carburanti in ragione alla destinazione d’uso. Modalità di blending dei prodotti finiti. Tecniche di blending per la previsione delle proprietà più importanti dei prodotti petroliferi finiti destinati alla commercializzazione.

6. Biocarburanti

Tipologie. Materia prima per la produzione di Biodiesel. Processo produttivo. Caratteristiche ed uso. Co-processo per la produzione di HVO (Hydrotreated Vegetable Oil).                SAF (Carburanti sostenibili nel comparto dell'aeronautica)

7. Accreditamento di un laboratorio chimico (integrato)

Interpretazione della norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2018; esempio di redazione della documentazione a supporto: Manuale della Qualità, Procedure gestionali, Istruzioni tecniche. Analisi del contesto analitico/gestionale, rischi ed opportunità, con esercitazione.

8. Tecnologie chimiche per il controllo di processo

Modalità applicative e caratteristiche della chimica analitica per il controllo diretto del processo produttivo.

9. Sicurezza nei laboratori chimici.

Prescrizioni e precauzioni.

Elementi di analisi dei dati sperimentali: controllo statistico della qualità

Errori di misura , accuratezza e precisione, ed incertezza di misura. Valutazione statistica dei risultati sperimentali,

10. Trattamento di un metodo analitico

Analisi dei rischi di un metodo di misura, approntamento della strumentazione e sperimentazione. Verifica dei dati ottenuti in merito alla ripetibilità espressa. Redazione di una nota tecnica.

11. Visione e verifica dei metodi di prova per carburanti e combustibili.

Visita al Laboratorio chimico controllo qualità di una Raffineria. In particolare, approfondimenti teorici e pratici sulle determinazioni motoristiche CFR (Cooperative Fuel Research). Relazione sulle visite redatte dagli studenti.

LABORATORIO, CON VISITA IN CAMPO DI UN LABORATORIO CONTROLLO QUALITA’ DI UNA RAFFINERIA (Attenzione!!! Le visite previste saranno programmate  a discrezione e disponibilità dell'azienda ospitante)

12. Esperienze di laboratorio.

Esercitazioni analitiche che riguardano l’acqua e prodotti petroliferi / petrolchimici. Relazioni finali sulle esperienze redatte dagli studenti. Durante le attività analitiche, specialmente quelle strumentali si approfondiranno conoscenze software di gestione della strumentazione utilizzata (spettrofotometria IR ed VIS-UV).

13 . Trattazione base con applicazioni della tecnica analitica strumentale cromatografica

In particolare: introduzione alla cromatografia esplicitando i principi e la classificazione delle varie tecniche. Descrizione del processo cromatografico in particolare le caratteristiche ed i fattori critici. Specificatamente sarà trattata la gascromatografia illustrando lo schema strumentale e le parti peculiari. Infine spiegare le applicazioni qualitative e quantitative, comprendendo le metodologie di taratura, il processo e le proprietà di quantificazione.

1. Slides del docente in formato in formato ODP

2. Armando canuti, L’ultima acqua, Chiariotti Editore

3. Carlo Giavarani, Guida allo studio dei processi di raffinazione e petrolchimici, Edizioni scientifiche SIDEREA

4. E. Mentasti e G. Saini, Analisi chimica Cromatografica, Piccin

Esame orale con esercitazioni numeriche, verifica delle relazioni di laboratorio, e resoconto scritto sulle visite studio effettuate presso la raffineria, all'occorenza.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

In questo caso, è auspicabile contattare il docente referente CINAP (Centro per l'inclusione attiva e partecipata) del Dipartimento.

Per tutti i contenuti espressi dal corso, sulle esperienze di laboratorio, e sulle visite studio in raffineria se effettuate.