Repozitorij
Repozitorij je prazan
Anketa
Na ovoj stranici trenutno nije odabrana niti jedna anketa!
Reakcijsko inženjerstvo i kataliza
Šifra: 119501
ECTS: 4.0
Nositelji: izv. prof. dr. sc. Vanja Kosar
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Seminar 15
Laboratorijske vježbe 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
CILJ KOLEGIJA: : Upoznati studenate s temeljnim elementima reakcijskog inženjerstva i katalize potrebnih za optimalno rješavanje složenih tehnoloških problema.

IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. tjedan: Uvod u kemijsko reakcijsko inženjerstvo. Što je KRI i čime se bavi. Podjela reaktora i opće bilance tvari i topline.
seminar-upoznavanje s programom računskih seminara i izrade seminarskih zadataka na računalima

2. tjedan: Reaktorski modeli osnovnih (Idealnih tipova) reaktora. Pojam idealnog reaktora.
Kotlasti reaktor, protočni kotlasti reaktor, cijevni reaktor.
seminar-zadaci

3. tjedan: Brzina kemijskih reakcija. Osnovni pojmovi i veličine. Kinetika reakcija u homogenim sustavima.
seminar-zadaci

4. tjedan: Kinetička analiza i eksperimentalne metode. Izbor eksperimentalnog reaktora. Izbor kinetičkog modela i procjena parametara. Integralna i diferencijalna metoda analize.
seminar-zadaci

5. tjedan: Provjera znanja

6. t jedan: Uvod u katalizu - što je kataliza i čime se bavi. važnost katalize za nacionalnu ekonomiju Podjela katalitičkih reakcija. Značajke katalizatora: aktivnost, selektivnost i stabilnost
seminar-zadaci

7. tjedan: Homogena kataliza: kiselinsko-bazna kataliza, kataliza s ionima prijelaznih metala: aktivnost, selektivnost i deaktivacija katalizatora. Kinetika i mehanizam homogeno-katalitičkih reakcija.
seminar-zadaci

8. tjedan: Heterogena kataliza - fenomeni adsorpcije: kriteriji pomoću kojih se razlikuju fizička adsorpcija i kemisorpcija. Toplina adsorpcije. Adsorpcijske izoterme. Teorija heterogene katalize.
seminari-zadaci

9. tjedan: Kinetika i mehanizam heterogeno-katalitičkih reakcija. Pretpostavljanje reakcijskog mehanizma i izbor kinetičkog modela. Utjecaj temperature na brzinu reakcije u heterogenom sustavu: prividna i stvarna energija aktivacije.
laboratorijske vježbe

10. tjedan: Ukupna brzina heterogeno-katalitičkih reakcija - reakcijska područja, pojam najsporijeg procesa. Međufazni i unutarfazni prijenos tvari. Vrste difuzije.
laboratorijske vježbe

11. tjedan: Unutarazna značajka djelotvornosti - eksperimentalno određivanje i teoretsko izračunavanje. Toplinski učinci tijekom procesa: temperaturni gradijent kroz film fluida oko zrna, temperaturni gradijent unutar zrna katalizatora. Otpor površinskoj reakciji.
laboratorijske vježbe

12. tjedan: Sastav i izvedba katalizatora - kemijski sastav: nosač, promotor, katalitički aktivna tvar. Uloga i značaj aktivne komponente katalizatora. Pristup problemu dizajniranja katalizatora, izbor komponenata katalizatora, suvremene metode razvoja novih katalitičkih sustava
laboratorijske vježbe

13. tjedan: Aktivnost, selektivnost i deaktivacija atalizatora. Eksperimentalne metode određivanja katalitičkih značajki katalizatora. Eksperimentalni reaktori. Kriteriji za procjenu utjecaja prijenosa tvari i topline na ukupnu brzinu reakcije: međufazni, unutarfazni i reaktorski gradijenti.
laboratorijske vježbe

14. Deaktivacija katalizatora - tipovi deaktivacije, kinetika i mehanizam deaktivacije, način djelovanja otrova na površinu katalizatora, utjecaj difuzije na brzinu deaktivacije. Sprječavanje deaktivacije i reaktivacija katalizatora.
laboratorijske vježbe

15. tjedan: Provjera znanja

RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Poticanje studenata na samostalno učenje te razvijanje kritičkog mišljenja. Specifične kompetencije će uključivat primjenu stečenih znanja te sposobnost samostalnog planiranja istraživanja vezanih uz katalitičko reakcijsko inženjerstvo.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Prisutnost i aktivno sudjelovanje na predavanjima, seminarima i vježbama te usmeno i pismeno ispunjenje seminarskih i laboratorijskih obaveza.

UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Uredno pohađanje svih oblika nastave predviđenih programom kolegija.

NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
U obliku predavanja, seminara, laboratorijskih vježbi i konzultacijama prema potrebi.

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
3 obvezne pismene provjere znanja tijekom semestra putem kolokvija i prema potrebi pismeni
i usmeni ispit

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Kvaliteta i uspješnost pratit će se pomoću studentskih anketa, razgovora sa studentima tijekom izvođenja nastave, te njihovog uspjeha na provjerama znanja.

METODIČKI PREDUVJETI:
Fizikalna kemija, Bilanca tvari i energije, Prijenos tvari i energije

ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
Nakon uspješno savladanog kolegija student će biti u stanju:
- definirati procesne veličine i parametre kemijskog reaktora
- analizirati eksperimentalne podatke s ciljem određivanja kinetičkog modela
- razlikovati kinetiku reakcija u homogenim odnosno heterogenim sustavima
- poznavati značajke i primjenu različitih tipova kemijskih reaktora
- identificirati ključne varijable potrebne za izvedbu katalizatora
- razlikovati katalizatore prema strukturi, funkciji i uvjetima korištenja
- odabrati odgovarajući laboratorijski reaktor za određivanje kinetike nekatalitičkih i katalitičkih reakcija
- riješavati analitički i numerički (simulirati) matematičke modele kemijskih i biokemijskih reakcija u različitim tipovima reaktora
- procijeniti vrijednosti kinetičkih parametara modela na temelju zadanih eksperimentalnih podataka pomoću računalnih alata (Excel, MATLAB)

ISODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
- poznavati i razumjeti znanstvene principe iz prirodoslovnih i kemijsko inženjerskih znanosti važnih za razvoj materijala
- primijeniti kemijsko inženjersku metodologiju prilikom odabira reaktora i katalizatora za provedbu pojedinih tipova reakcija
- primijeniti matematičke numeričke i/ili analitičke metode prilikom procjene parametara kinetičkih modela
- primijeniti stečena znanja na modeliranje i projektiranje kemijskih reaktora/bioreaktora
- primjeniti matematičke metode, modele i tehnike u rješavanju oglednih primjera
- steći vještine potrebne za rad u kemijskom i fizikalnom laboratoriju, korištenje laboratorijske opreme i uređaja
- prezentirati rezultate istraživanja vezanih uz sadržaj studija

NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA:

Nastavna jedinica: Kemijsko reakcijsko inženjerstvo
Ishodi učenja:
- razumijeti pojam procesnog prostora i kemijskog reaktora
- definirati osnovnu podjelu i sistematizaciju kemijskih reaktora
- definirati reaktorske modele idealnih tipova reaktora
- razlikovati kinetičke modele reakcija u homogenim i heterogenim sustavima
- razlikovati makrokinetiku od mikrokinetike
- primijeniti odgovarajući eksperimentalni /teorijski kriterij za procjenu međufaznog /unutarfaznog otpora prijenosu tvari i topline
- odabrati odgovarajući laboratorijski reaktor za određivanje kinetike nekatalitičkih i katalitičkih reakcija
- primijeniti odgovarajuću eksperimentalnu metodu u kinetičkom istraživanju
- definirati kriterij slaganja eksperimentalnih podataka i izračunatih vrijednosti

Kriteriji vrednovanja:
- razlikovati osnovne tipove kemijskih reaktora
- primijeniti zakon o očuvanju mase i postaviti bilance tvari zadanog procesa
- primijeniti značajke idealnog kotlastog, PKR i cijevnog reaktora prilikom izvođenja bilance tvari i topline
- naći funkcionalnu zavisnost brzine reakcije o reakcijskim veličinama stanja s ciljem određivanja kinetičkog modela
- procijeniti kinetičke parametre diferencijalnom i integralnom metodom analize
- razviti kinetičke modele za heterogenokatalitičke reakcije na osnovi analize mehanizma reakcije
- primijeniti različite numeričke metode procijene parametara ovisno o složenosti reakcijskog sustava (kinetičkog modela i eksperimentalnog reaktora)
- kritički odabrati najbolji kinetički model koji na osnovu kriterija srednjeg kvadratnog odstupanja opisuje provedeni kinetički eksperiment

Nastavna jedinica: Kataliza
Ishodi učenja:
- procjeniti važnost katalitičkih procesa za nacionalnu ekonomiju
- razlikovati homogenu od heterogene katalize
- razlikovati osnovne značajke katalizatora
- dentificirati ključne varijable potrebne za izvedbu aktivnijih, selektivnijih i stabilnijih katalizatora
- razumijeti vezu između strukturnih i kemijskih značajki katalizatora i njihovih katalitičkih značajki
- razlikovati fizičke, kemijske, mehaničke i katalitičke značajke katalizatora
- objasniti utjecaj deaktivacijskih procesa na produktivnost reaktora
- razumijeti kako fizičke i kemijske značajke utječu na ativnost, selektivnost i stabilnost katalizatora
- objasniti utjecaj deaktivacijskih procesa na produktivnost reaktora
- razlikovati reaktivaciju od regeneracije katalizatora

Kriteriji vrednovanja:
- objasniti kako i zašto katalizator utječe na brzinu reakcije
- razumijeti temeljne principe homogene i heterogene katalize
- opisati i objasniti različite katalitičke procese
- analizirati i objasniti utjecaj sastava katalizatora na aktivnost, selektivnost i stabilnost
- analizirati i objasniti utjecaj sastava katalizatora na aktivnost, selektivnost i stabilnost
- razumijeti i objasniti razliku između selektivnosti katalitički aktivne tvari, zrna i reaktora
- primijeniti različite analitičke metode podesne za karakterizaciju katalizatora
- analizirati utjecaj pripreme katalizatora na vijek trajanja aktivnosti i stabilnost
- objasniti razliku između specifične i aktivne površine katalizatora
- razumijeti i objasniti razliku između selektivnosti katalitički aktivne tvari, zrna i reaktora
Literatura:
  1. S. Zrnčević, KATALIZA I KATALIZATORI, HINUS, 2005.
  2. Z. Gomzi, KEMIJSKI REAKTORI, HINUS, Zagreb, 2009
  3. R.W.Missen, C.A.Mims, B.A.Saville, Chemical Reaction Engineering and Kinetics, J.Wiley, New York, 1999
  4. H.S.Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice-Hall, New Jersey, 1999.
  5. Catalysis: An Integrated Approach, Eds. R. A. van Santen, P. W. N. M. van Leeuwen, J. A. Moulijn, B. A. Averill, Elsevier, Amsterdam, 2000.
  6. C.H. Bartholomew, R.J.Faruto, Fundamentals of Industrial Catalytic Processes, J.Wiley, New York, 2006.
1. semestar
Izborni kolegij - Redovni studij - Ekoinženjerstvo
Izborni kolegij - Redovni studij - Kemija i inženjerstvo materijala
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemija okoliša
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemijske tehnologije i proizvodi
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemijsko inženjerstvo u zaštiti okoliša
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemijsko-procesno inženjerstvo
Izborni kolegij - Redovni modul - Primijenjena organska kemija
Izborni kolegij - Redovni modul - Specifični materijali i napredne tehnologije
Obavijesti
Forum
Sortiraj prema: naslovu | vremenu zadnjeg odgovora | vremenu otvaranja teme
Naslov Odgovori Zadnji odg.
Česta pitanja