Design of Chemical Industries and Processes

Μάθημα

Περιεχόμενο μαθήματος

Ο Σχεδιασμός Χημικών Βιομηχανιών και Διεργασιών αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα μαθήματα κορμού σε Τμήματα Χημικών Μηχανικών σε όλο τον κόσμο. Σχεδιασμός είναι το προϊόν σύνθεσης βασικών γνώσεων της Χημικής Μηχανικής, που οδηγεί τελικά σε λύσεις που είναι ολοκληρωμένες και οι οποίες είναι τεχνικά και οικονομικά αποδεκτές. Στο δικό μας τμήμα το μάθημα έχει προσαρμοστεί στις γνώσεις και ανάγκες του Μηχανικού Επιστήμης των Υλικών και περιλαμβάνει τις αρχές, φάσεις και διαδικασίες σχεδιασμού με παραδείγματα και συγκεκριμένες λύσεις. Περιλαμβάνονται θέματα τα οποία αφορούν διαγράμματα ροής, μαθηματικά πρότυπα και μοντέλα, τεχνική και οικονομική βελτιστοποίηση και οικονομοτεχνικές προσεγγίσεις. Ο φοιτητής θα μπορεί ολοκληρώνοντας αυτό το μάθημα να μεταφράζει τα όσα μαθαίνει στο εργαστήριο σε αποδοτικές τεχνικά και οικονομικά λύσεις που μεταφράζονται τελικά σε βιομηχανική παραγωγή.
Το μάθημα περιλαμβάνει τις ακόλουθες ενότητες:

  • Γενικές αρχές σχεδιασμού
  • Επιλογή συστημάτων και ρύθμιση παραμέτρων
  • Αρχές ολοκλήρωσης
  • Ασφάλεια εγκατάστασης
  • Υπολογισμός κρισίμων παραμέτρων (απόδοση, κόστος)
  • Ανάπτυξη ολοκληρωμένων λύσεων
  • Οικονομοτεχνικές προσεγγίσεις.

Η διδασκαλία γίνεται με παρουσίαση θεωρητικών ενοτήτων και παρουσίαση προβλημάτων στην πράξη.

Διδασκαλία Μαθήματος

Η διδασκαλία του μαθήματος διαρκεί 13 εβδομάδες από 17ης Φεβρουαρίου 2020 έως και 29ης Μαίου 2020. Για κάθε εβδομάδα διδασκαλίας σχεδιάζονται τέσσερις ώρες θεωρία ή δύο ώρες θεωρία και δύο ώρες φροντιστήριο/εργαστήριο ως εξής:

Θεωρία – Φροντιστήριο
Τρίτη: 9:00 – 11:00, Αίθουσα KY2
Τετάρτη: 14:00 – 16:00, Αίθουσα KY2

Ώρες Γραφείου Διδάσκοντα
Τετάρτη 12:00 – 14:00, Κτίριο ΤΜΕΥ, 1ος Όροφος (τηλ. 2651-00-9006) – email: fotiadis@cc.uoi.gr

Ώρες Γραφείου Βοηθών: Βασίλης Πεζούλας, Γρηγόρης Γρηγοριάδης
Τετάρτη, 12:00 – 14:00, Ισόγειο Ζαππείου Εστίας, Γραφείο (τηλ. 2651-00-5583) – emails: bpezoulas@gmail.com, greg8grigoriadis@gmail.com
Κατά την διάρκεια του εξαμήνου θα λειτουργήσει και εργαστήριο (υποχρεωτικό). Οι ώρες θα ανακοινωθούν.

Εγχειρίδιο Μαθήματος

Το βιβλίο το οποίο θα χρησιμοποιηθεί από τους φοιτητές για τη διδασκαλία του μαθήματος είναι:

Δ. Μαρίνος-Κουρής, Ζ.Μαρούλης, Σχεδιασμός Χημικών Βιομηχανιών, Παπασωτηρίου 1993.

Επιπλέον συνίστανται τα ακόλουθα συγγράμματα:

M.S. Peters, K.D. Timmerhaus, R.E. West, Σχεδιασμός και Οικονομική Μελέτη Εγκαταστάσεων για Μηχανικούς, μετάφραση Δ. Μαρίνος-Κουρής, Ζ. Μαρούλης, Μ. Κροκίδα, Εκδόσεις Τζιόλα, 2006.

G. Towler, R. K. Sinnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Butterworth-Heinemann; 2nd edition, 2012

R.Turton, R.Bailie, W.B. Whiting and J. Shaeiwitz, Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes, 4th Edition, Prentice Hall International Series 2012.

J. Douglas, Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill, 1988.

R. Smith, Chemical Process Design and Integration, Wiley, 2005.

L.T. Biegler, I. Grossman, A. Westerberg, Systematic Methods of Chemical Process Design, Prentice Hall, 2004.

W.D. Seider, J.D. Seader, J.D.,D.R. Lewin, S. Widagdo, Product and Process Design Principles, Wiley, 2010.


Προαπαιτούμενα μαθήματος

Δεν υπάρχει κάποια ειδική απαίτηση

Φροντιστήριο – Εργαστήριο

Περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

  1. Εισαγωγή στον προσομοιωτή χημικών διεργασιών Dwsim

  2. Παράδειγμα μονάδας ελέγχου για επίτευξη προδιαγραφών σχεδιασμού

  3. α. Αλλαγή σε υφιστάμενο διάγραμμα ροής
    β. Εκτέλεση προσομοίωσης και γ. εξαγωγή αποτελεσμάτων – ανάλυση

  4. α. Παράδειγμα διεργασίας-Αντιδραστήρας παραγωγής CH3OH 
    β. Ανάλυση ευαισθησίας
    γ. Εξαγωγή διαγραμμάτων
     
    δ. Ανάλυση

  5. α. Διεργασία παραγωγής αιθυλοχλωριδίου 
    β. Μελέτη επίδρασης ρεύματος απόρριψης
    W σε ροή προϊόντος P

  6. α. Υπολογισμός εκπομπών CO2 από διεργασίες
    β. Παράδειγμα διεργασίας σύνθεσης αμμωνίας
    γ. Διάγραμμα ροής της διεργασίας σύνθεσης αμμωνίας

Εξετάσεις

Ενδιάμεση εξέταση

Είναι γραπτή διάρκειας δύο ωρών και περιλαμβάνει τρία θέματα στα οποία οι φοιτητές θα πρέπει να απαντήσουν

Τελική εξέταση

Είναι γραπτή διάρκειας τριών ωρών και περιλαμβάνει τέσσερα θέματα στα οποία οι φοιτητές θα πρέπει να απαντήσουν

Επαναληπτική εξέταση

Οι φοιτητές που δεν επιτυγχάνουν στις εξετάσεις του Ιουνίου είναι υποχρεωμένοι να προσέλθουν στις εξετάσεις του Σεπτεμβρίου. Το επαναληπτικό διαγώνισμα έχει θέση τελικού διαγωνίσματος και γίνεται με παρόμοιο τρόπο. Αν ο φοιτητής αποτύχει πάλι είναι υποχρεωμένος να επανέλθει την επόμενη ακαδημαϊκή περίοδο.

Βαθμολογία μαθήματος

Στηρίζεται στην όλη παρουσία του φοιτητή και σε ποσοστά προκύπτει ως εξής:

Ενδιάμεση Εξέταση 50 %

Γραπτό Διαγώνισμα 50 %

Πρόγραμμα διδασκαλίας και περιεχόμενο μαθήματος

Αριθμός Εβδομάδας

Διάρκεια

Περιεχόμενο

Εργαστήριο

1η

17/2/2020 – 21/2/2020

Εισαγωγή – Σύμβολα Διαγραμμάτων ροής Προετοιμασία Εργαστηρίου

2η

24/2/2020 – 28/2/2020

Σύμβολα Διαγραμμάτων Ροής

Εργαστήριο #1

3η

2/3/2020 – 6/3/2020

Ισοζύγια Μάζας και Ενέργειας

4η

9/3/2020 – 13/3/2020

Διαχείριση Έργου

5η

16/3/2020 – 20/3/2020

Σχεδιασμός Προϊόντων

6η

23/3/2020 – 27/3/2020

Συστήματα Παροχών

7η

30/3/2020 – 3/4/2020

Διαγράμματα ροής και Οργάνων

8η

6/4/2020 – 10/4/2020

Διατάξεις αντίδρασης – διαχωρισμού
Ρεύματα ανακύκλωσης
Ρεύματα απομάκρυνσης
Υπολογισμοί

Εργαστήριο #2

9η

27/4/2020 – 1/5/2020

Ενδιάμεση Εξέταση

Εργαστήριο #3

10η

4/5/2020 – 8/5/2020

Επιλογές παροχών

Ολοκληρωμένες λύσεις

Εργαστήριο #4

11η

11/5/2020 – 15/5/2020

Ανάλυση Pinch

Εργαστήριο #5

12η

18/5/2020 – 22/5/2020

Επιλογές Χημικών Αντιδραγστήρων
Ολοκληρωμένες λύσεις

Εργαστήριο #6

13η

25/5/2020 – 29/5/2020

Ολοκλήρωση παραγωγικής μονάδας – Οικονομική Θεώρηση

Εργαστήριο #7

*** Τα μαθήματα θα αρχίσουν την Τρίτη 18/2/2020

Σημειώσεις – Διαφάνειες
Εργασίες
Βαθμολογία

Ανακοίνωση 20/02/2018  (ενημέρωση)
Ενημερώνουμε τους φοιτητές ότι η βαθμολογία για το μάθημα εξεταστικής Φεβρουαρίου 2018 είναι διαθέσιμη εδώ.

Ανακοίνωση 23/10/2017 
Η τελική βαθμολογία της Εξεταστικής Σεπτεμβρίου είναι εδώ

Ανακοίνωση 30/06/2017  (ενημέρωση 01/09/2017)
Η τελική βαθμολογία είναι εδώ

Ανακοινώσεις

Ανακοίνωση 26/02/2020

Ενημερώνουμε τους φοιτητές πως δημιουργήθηκαν 3 τμήματα εργαστηρίων. Τα εργαστήρια θα πραγματοποιούνται στο Μεταβατικό κτίριο στις αίθουσες υπολογιστών. Παρακαλούνται οι φοιτητές να έχουν τους ΚΩΔΙΚΟΥΣ για τους υπολογιστές μαζί τους και να προσέρχονται στο εργαστήριο βάσει της αναγραφόμενης ώρας. Ο διαχωρισμός σε τμήματα πραγματοποιήθηκε με σειρά προτεραιότητας (χρονική σήμανση) κατά την δήλωσή σας στο εργαστήριο και λαμβάνοντας υπόψιν την μέγιστη χωρητικότητα κάθε αίθουσας. Το 1ο εργαστήριο ΔΕΝ θα πραγματοποιηθεί στις 4/3 όπως είχε προγραμματιστεί. Θα υπάρξει περαιτέρω ανακοίνωση για την έναρξη των εργαστηρίων την επόμενη εβδομάδα.

Αναλυτικότερα, τα τμήματα των εργαστηρίων διαμορφώθηκαν ως έξης:
Groups_2020


Ανακοίνωση 18/02/2020

Ενημερώνουμε τους φοιτητές πως μπορούν να δηλώσουν συμμετοχή στο εργαστήριο του μαθήματος πατώντας εδώ και επιλέγοντας το επιθυμητό τμήμα (Τμήμα Α: 2-4, Τμήμα Β: 4-6). Κατά την δημιουργία των τμημάτων θα τηρηθεί σειρά προτεραιότητας αναλογά με την ημερομηνία και την ώρα της υποβολής της δήλωσης καθώς η χωρητικότητα είναι περιορισμένη. Οι φοιτητές που έχουν περάσει το εργαστήριο σε παλαιότερο έτος ΔΕΝ χρειάζεται να το παρακολουθήσουν εκ νέου. Για τυχόν διευκρινίσεις μπορείτε να απευθυνθείτε στους βοηθούς του εργαστηρίου. Το σύστημα θα παραμείνει ανοιχτό μέχρι την Δευτέρα 24/2 και ώρα 23:59.

Σημαντική σημείωση: Το 1ο εργαστήριο θα πραγματοποιηθεί την Τετάρτη 4/3.


Ανακοίνωση 17/02/2020

Θα θέλαμε να ενημερώσουμε τους φοιτητές του τμήματος ότι η έναρξη του μαθήματος Σχεδιασμός Χημικών Βιομηχανιών και Διεργασιών θα πραγματοποιηθεί κανονικά την Τρίτη στις 18 Φεβρουαρίου 2020 βάσει του προγράμματος που έχει ανακοινωθεί.

Menu