Chemical Industry and Process Design

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 21ης Φεβρουαρίου 2022 έως και 3ης Ιουνίου 2022.  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, Μεταβατικό Κτίριο, Μ3

Τετάρτη:              14:00 – 16:00, Μεταβατικό Κτίριο, Μ3

Ώρες Γραφείου Διδάσκοντα

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

Ώρες Γραφείου Βοηθών  (Βασίλης Πεζούλας, Γρηγόρης Γρηγοριάδης)

Τετάρτη, 12:00 – 14:00, Ισόγειο Ζαππείου Εστίας, Γραφείο (τηλ. 2651-00-5583) – 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:

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

Επιπλέον συνίστανται τα ακόλουθα συγγράμματα:

  1. 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.
  2. Towler, R. K. Sinnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Butterworth-Heinemann; 2nd edition, 2012
  3. Turton, R.Bailie, W.B. Whiting and J. Shaeiwitz, Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes, 4th Edition, Prentice Hall International Series 2012.
  4. Douglas,Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill, 1988.
  5. Smith, Chemical Process Design and Integration, Wiley, 2005.
  6. T. Biegler, I. Grossman, A. Westerberg, Systematic Methods of Chemical Process Design, Prentice Hall, 2004.
  7. 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. Βασικές λειτουργίες DWSIM και σύμβολα διαγραμμάτων ροής.
  3. Παραδείγματα διαγραμμάτων ροής χημικών διεργασιών.
  4. Μοριακές μίξεις.
  5. Διαχωρισμός φάσεων.
  6. Μονάδες παραγωγής χημικών προϊόντων.
  7. Ολοκληρωμένες βιομηχανικές χημικές διεργασίες.
  8. Αποστακτικές στήλες.
  9. Εξαγωγή αποτελεσμάτων – ανάλυση.

Εξετάσεις

Ενδιάμεση εξέταση

Είναι γραπτή διάρκειας μίας ώρας και περιλαμβάνει δύο θέματα στα οποία οι φοιτητές θα πρέπει να απαντήσουν

Τελική εξέταση

Είναι γραπτή διάρκειας μίας ώρας και περιλαμβάνει δύο 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 21/2/2022 -25/2/2022 Προετοιμασία Εργαστηρίου
2η 28/2/2022 – 4/3/2022 Εισαγωγή στο υπολογιστικό πρόγραμμα DWSIM – Σύμβολα Διαγραμμάτων Ροής Εργαστήριο #1
3η 7/3/2022 – 11/3/2022 Σύμβολα Διαγραμμάτων Ροής Εργαστήριο #2
4η 14/3/2022 – 18/3/2022 Διαχείριση Έργου
5η 21/3/2022 – 25/3/2022 Σχεδιασμός Προϊόντων
6η 28/3/2022 – 1/4/2022 Διαγράμματα ροής κλειστών συστημάτων Εργαστήριο #3
7η 4/4/2022 – 8/4/2022 Διαγράμματα ροής και Οργάνων
8η 11/4/2022 – 15/4/2022 Διάγραμμα ροής γραμμικού συμπιεστή Εργαστήριο #4
9η 2/5/2022 – 6/5/2022 Ενδιάμεση Εξέταση
10η 9/5/2022 – 13/5/2022 Μονάδα παραγωγής τολουολίου Εργαστήριο #5
11η 16/5/2022 – 20/5/2022 Μονάδα παραγωγής αιθυλοχλωριδίου Εργαστήριο #6
12η 23/5/2022 – 27/5/2022 Μονάδα παραγωγής υδρογόνου Εργαστήριο #7
13η 30/5/2022 – 3/6/2022 Μονάδες εκχυλιστικής απόσταξης Εργαστήριο #8

 

*** Τα μαθήματα θα αρχίσουν την Τρίτη 1/3/2022