Kursplan för Grundläggande kemiteknik

Det övergripande syftet med kursen i Grundläggande kemiteknik är att introducera kemiteknik samt ge helhetssyn över kemiteknikområdet. Detta fördjupas inom kurserna Energiteknik, Separations- & apparatteknik samt Kemisk reaktionsteknik. Kursen tar upp design av processer och analys av dessa samt strategier för processdesign och utvärdering av olika processalternativ ur olika aspekter såsom ekonomi, produktkvalitet, energieffektivitet samt säkerhets- och miljöaspekter. Kursen syftar också till att ge inblick i några enhetsoperationer med värme- och/eller materieöverföring mellan faser; destillation och värmeväxling samt enhetsoperationer med kemisk omsättning dvs. reaktorer.

• Kombinera reaktions- och separationssteg samt värmeväxlare till en enkel processplan baserad på en begränsad mängd information.
• Formulera och använda material- och energibalanser samt genomföra frihetsgradsanalys för en process bestående av reaktor-, separations- och värmeväxlingssteg.
• Formulera material- och energibalanser för en reaktion som genomförs i en ideal sats eller kontinuerlig reaktor.
• Jämföra och utvärdera driftförhållanden och kapacitet för ideala reaktorer.
• Dimensionera ideala reaktorer för både vätske- och gasfasreaktioner där densitetsvariationer kan förkomma.
• Beskriva funktionen hos destillationskolonner avseende kontaktanordningar för stegvis och kontinuerlig kontakt mellan faser samt redogöra för lämpliga värmeväxlare för uppkokning och kondensering.
• Definiera begreppet idealt steg och ange de processer som måste vara uppfyllda för att begreppet ska gälla.
• Formulera samband för jämvikt mellan ång- och vätskefas för ideala och icke-ideala system.
• Definiera begreppen fri och hindrad sedimentering.
• Definiera och förklara begreppet systemteknik inom kemitekniken.
• Beskriva funktionen hos pumpar och värmeväxlare.
• Beräkna turbopumpars kapacitet och begränsningar i ett systemsammanhang.
• Beräkna värmeväxlares kapacitet och dimensioner, även med ekonomiska systemsynpunkter.
• Utarbeta en processplan utifrån givna förutsättningar avseende komponenters egenskaper samt genomföra dimensioneringsberäkningar för de i processplanen ingående enhetsoperationerna.
• Beräkna dimensioner och kapacitet för givna kemitekniska enhetsoperationer.
• Värdera olika processplaner utifrån ett systemtekniskt synsätt.
• Genomföra en enkel ekonomisk analys av en process.

Kursen introducerar strategier för processdesign, vedertagna sätt att avbilda processer, grundläggande begrepp för mass- och energibalanser, ekonomiska begrepp i tekniken och viss viktig processutrustning studeras. Ekvationer för designberäkningar av enkla enhets-operationer som reaktorer, separationsutrustning och värmevärmeväxlare behandlas. Mass- och energibalanser för ideala reaktorer, både kontinuerliga och satsvisa, introduceras och jämförs med några industriella reaktorer. Designberäkningar för och analys av separationsutrustning studeras, företrädesvis som stegvisa operationer. Kontinuerliga operationer behandlas översiktligt. Separationer som genomförs i enstegs- eller flerstegsenheter exemplifieras med enhetsoperationerna flash och destillation. Fast fas vätska separation introduceras genom fri sedimentering. Funktionssättet för annan viktig processutrustning, som pumpar och värmeväxlare studeras avslutningsvis. Metodik för att matematiskt lösa komplexa projektmodeller med hjälp av dator ingår. Genom exempel i kursen får teknologerna ytterligare kunskaper om industriella, kemiska processer, särskilt sådana som är viktiga i Sverige.

Kursen omfattar föreläsningar, demonstrations- samt studioövningar vilka kompletteras med konsultationstillfällen. Frivilliga miniprojekt tar upp särskilda avsnitt i kursen. Teknologerna integrerar kunskaper från kursen i ett större, avslutande designprojekt som presenteras muntligt och skriftligt vid ett seminarium. I kursen finns också tre obligatoriska laborationer.

Chemical Reactions and Chemical Reactors, George W. Roberts, John Wiley and Sons Inc. (2008)
Henley, E. J., Seader, J., D., Roper, D.K., Separation process Principles. Third Edition. ISBN; 978-0-470-64611-3
Kompletterande kursmaterial i Energiteknik som finns tillgängligt på kurshemsidan.

Examinationen omfattar en skriftlig tentamen,två laborationer, studiebesök samt godkända seminarier och avslutande projekt. För godkänd kurs krävs godkända prestationer på dessa moment. Tentamen består av teori- och beräkningsuppgifter. Ca 40% av tentamen består av teoriuppgifter. För godkänd tentamen fordras 50% av tentamens totalpoäng som är 60 poäng. Studenten erhåller bonuspoäng under det år studenten är förstagångsregistrerad på kursen som enbart kan användas för betyg 4 och 5.