Anbefalede faglige forudsætninger for at deltage i modulet

Modulet bygger på viden opnået i:
- Almen kemi
- Calculus
- Anvendt kemisk procesteknik og termodynamik
- Uorganisk og organisk kemi

Modulets indhold, forløb og pædagogik

Kurset fokuserer på grundlæggende design og analyse af kemiske reaktorer og separationsprocesser. Det omfatter masse- og energibalancer, massetransport, reaktionsstøkiometri, kemisk ligevægt og kinetik, hvor samspillet mellem disse begreber anvendes til design og analyse af de vigtigste typer separationsenheder samt batch- og kontinuerlige flowreaktorer.

Læringsmål

Viden

Studerende, der har bestået modulet, skal kunne:

• Definere omsætningsgrad og delvis omsætning for lukkede og åbne systemer og redegøre for loven om konstante proportioner (Prousts lov)
• Forklare, hvordan molbalancer udtrykkes for både enkelte og flere reaktioner som et system af matematiske udtryk for lukkede og åbne systemer
• Redegøre for homogene og heterogene reaktioner
• Forklare, hvordan hastighedsligninger udtrykkes for homogene og heterogene reaktioner samt irreversible og reversible reaktioner
• Beskrive power-law hastighedsligninger og begrebet reaktionsorden
• Definere hastighedskonstanten og beskrive Arrhenius-relationen
• Beskrive og forklare mætningskinetik ved Michaelis-Menten hastighedsligningen
• Forklare begrebet ideel Batch Stirred Tank Reactor (BSTR), ideel Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) og ideel Plug Flow Reactor (PFR)
• Redegøre for designligning for en ideel BSTR, CSTR og PFR i forskellige former
• Forklare, hvordan systemer af kontinuerlige reaktorer analyseres og designes
• Illustrere Levenspiel-diagrammer
• Beskrive forskellige flerreaktionsskemaer (serie, parallel, serie-parallel)
• Definere udbytte og selektivitet for flerreaktionssystemer
• Redegøre for serie- og parallelreaktioner i BSTR-, CSTR- og PFR-reaktorer
• Forklare, hvordan eksperimentelle kinetiske data fra forskellige typer kemiske reaktorer anvendes til at udlede hastighedsligninger
• Forklare matematiske differential og integral metoder til analyse af eksperimentelle kinetiske data
• Beskrive energibalancen for en kontinuerlig flowreaktor i steady stat
• Beskrive energibalancen for en batchreaktor
• Forklare hovedtræk ved adiabatiske og isoterme reaktorer
• Redegøre for stabilitet og ustabilitet af CSTR-reaktorer
• Forklare katalysatorers egenskaber og beskrive de grundlæggende egenskaber ved industrielle faste katalysatorer
• Redegøre for teori og design af industrielle separationsprocesser, især trinvis ligevægtsprocesser inkl. destillation, absorption og ekstraktion
• Redegøre for valg af oprensningsstrategi for multikomponentblandinger
• Redegøre for funktionen af udstyr anvendt i kemiske separationsprocesser

Færdigheder

• Anvende masse- og energibalancer på almindelige separationsprocesser og reaktorer
• Etablere og løse ligninger til analyse og design af ideelle reaktorer eller reaktorsystemer, der opererer isotermt eller adiabatisk for både enkelt- og flerreaktioner
• Beregne årlig produktion for batch- og kontinuerlige flowreaktorer
• Analysere kinetiske data fra ideelle reaktorer og udlede hastighedsligninger
• Optimere udbytte og selektivitet af flerreaktioner
• Vurdere om en given kemisk blanding kan separeres og hvilke metoder der kunne være anvendelige
• Udføre grundlæggende beregninger og design af almindelige separationsprocesser
• Modellere almindelige separationsprocesser ved hjælp af simuleringssoftware
   

Kompetencer

• Modellere og analysere reaktorer til kemiske og biokemiske industrielle reaktioner
• Analysere naturlige reaktive processer baseret på principperne for kemisk reaktionsteknik
• Beskrive, modellere og løse problemer inden for separationsprocessteknik
   

Undervisningsform

Forelæsninger, workshops og teoretiske øvelser

Omfang og forventet arbejdsindsats

300 timer

Eksamen

Prøver

Prøvens navn	Procesteknik
Prøveform	Mundtlig pba. projekt
ECTS	10
Tilladte hjælpemidler	Med visse hjælpemidler: Der henvises til eksamensplanen.
Bedømmelsesform	7-trins-skala
Censur	Intern prøve
Vurderingskriterier	Vurderingskriterierne er angivet i Universitetets eksamensordning