Course syllabus

Kurs-PM

KAA146 Grundläggande kemiteknik lp3 VT20 (10,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Kemi och kemiteknik

 

Kontaktuppgifter

Examinator: Krister Ström

Föreläsare: Derek Creaser, Krister Ström, Gunnar Eriksson

Handledare: Felix Hemmingsson, Saűl Llacier Navarro, Muhammad Abdus Salam

 

Kursens syfte

Det övergripande syftet med kursen i Grundläggande kemiteknik är att introducera kemiteknik samt ge helhetssyn över kemiteknikområdet. Detta kommer att fördjupas inom kurserna Energiteknik, Separations- & apparatteknik samt Kemisk reaktionsteknik.

Kursen tar upp design av processer samt analys av dessa samt strategier för processdesign och utvärdering av olika processalternativ ur olika aspekter såsom ex. vis ekonomi, produkt-kvalitet samt energieffektivitet. Kursen ger också inblick i några enhetsoperationer med värme- och/eller materieöverföring mellan faser, destillation och värmeväxling samt enhetsoperationer med kemisk omsättning dvs. reaktorer.

 

Schema

TimeEdit

 

Kurslitteratur

• Chemical Reactions and Chemical Reactors, George W. Roberts.
  Finns att köpa på STORE.
• Separation Process Principles, Third Edition (International Student Version), Seader, Henley, Roper.
  Webbversion av boken inköps från Wileys hemsida.
• Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, J.R. Welty, C.E. Wicks, R.E. Wilson (WWW) 5: e upplagan, kap 22 som finns på kurshemsidan på Canvas.

Kompletterande kursmaterial för kursens avsnitt finns att hämta på kurshemsidan som finns publicerade på Canvas.

 

Kursens upplägg

Undervisningen i Grundläggande kemiteknik, GKT, består av föreläsningar för att belysa olika tema i kursen som sedan fördjupas ytterligare inom ramen för övningar och laborationer. Övningarna är av tre olika slag;

1. Demonstrationsövningar avser att i helklass visa på olika beräkningsmetoder och illustrera beräkningsförfaranden.
2. Studioövningar avser att i gruppform visa på olika beräkningsmetoder och ge möjlighet att öva på olika beräkningsförfaranden genom att programmera egna beräkningsrutiner.
3. Räknestuga avser ge möjlighet att självständigt arbeta med olika problem samt viss handledarledd verksamhet.

I kursen ingår fem så kallade miniprojektuppgifter. Dessa miniprojekt är frivilliga! Miniprojekten ska rapporteras till ansvarig lärare via kurshemsidan senast vid det datum som finns angivet under rubriken Miniprojekt nedan. Dessa miniprojekt är bonusgivande om 1 poäng vardera dvs 5 poäng totalt. Bonuspoängen adderas till tentamensresultatet under de tentamina som ges under det år man är förstagångregistrerad på kursen Grundläggande kemiteknik KAA146. Bonuspoäng kan inte utnyttjas för att uppnå godkänt på tentamen.

Inom ramen för kursen finns två obligatoriska laborationer; ¹⁾Tubreaktor, ²⁾Destillation samt ett obligatoriskt studiebesök på PREEM i Lysekil.

Det är av flera skäl viktigt att laborationerna kommer i gång på avsedd tidpunkt! Vi kräver därför att Du som laborant respekterar starttider enligt schema för laborationerna. För sen ankomst innebär att Du kommer att avstängas från det aktuella laborationstillfället. Den student som ej fullgjort obligatoriska moment får komplettera den nästkommande läsår.

Eftersom det är i det närmaste omöjligt att ha fler än sex studenter i varje laborationsgrupp måste byte av laborationstillfälle ske efter enskild överenskommelse mellan två studenter. Bytet ska också meddelas laborationshandledaren.

Ej fullgjorda obligatoriska moment kan endast fullgöras nästa läsår.

 

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

• Studiebesöket på PREEM har tidigarelagts ca två respektive en vecka.
• Kurslitteraturen Separation Process Principles inköps som webbversion direkt från förlagets hemsida.
• Miniprojekt 5 har utvecklats.
• Ny föreläsare på avsnittet värmeväxlare och pumpar samt laborations-/seminariehandledare på laboration L1.

 

Lärandemål

• 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.

 

Examination

Examinationen omfattar en skriftlig tentamen och två laborationer, studiebesök samt godkända seminarier och avslutande projekt. För godkänd kurs krävs godkända prestationer på dessa moment. Tentamen består av teori- och beräkningsuppgifter där ca 40% av tentamen består av teoriuppgifter. För godkänd tentamen fordras 50% av tentamens totalpoäng som är 60 poäng. Bonuspoängen från miniprojekten adderas till tentamensresultatet under de tentamina som ges under det läsår man är förstagångregistrerad på kursen Grundläggande kemiteknik KAA146. Bonuspoäng kan enbart användas för att uppnå betyg 4 och 5. Bonuspoängen kan ej bidra till godkändnivån på tentamen.

Samtliga diagram och bilagor skall bifogas lösningen av tentamensuppgiften.  Diagram och bilagor kan ej kompletteras med vid senare tillfälle.

Det är Ditt ansvar att Du besitter nödvändiga kunskaper och färdigheter. Det material som Du lämnar in för rättning skall vara väl läsligt och förståeligt. Material som inte uppfyller detta kommer att utelämnas vid bedömningen. Tentamen är på fem timmar.

 

På tentamen är följande hjälpmedel godkända; "Tabeller och Diagram" av Gunnar Hellsten samt ”Data och Diagram” av Sven-Erik Mörthstedt och Gunnar Hellsten, "Physics Handbook" av Carl Nordling/Jonny Österman, "BETA " av Lennart Råde/Bertil Westergren samt valfri Kalkylator/Räknare med tömt minne. Detta kontrolleras vid tentamenstillfället varför du måste vara beredd att visa upp att din kalkylator/räknare är tömd på information. Egna anteckningar och kursmaterial är ej godkänt hjälpmedel vid tentamen. Tentamenstillfällen finns annonserade på Studentportalen.

 

Gällande visning av tentamen följer det de riktlinjer som finns angivna på studentportalen. Dessa kan sammanfattningsvis formuleras enligt följande. Studenten erbjuds ett visnings-tillfälle, angivet på tentamenstesen. Detta tillfälle sammanfaller normalt inte med schemalagd undervisning. Student får endast i undantagsfall och då särskilda skäl finns, diskutera rättelse av betyg med examinator vid annat tillfälle än visningstillfället. Tentamina sparas vid institutionen minst två år efter det att betyg på tentamen är satt. Alternativt får tentamen lämnas tillbaka till den studerande efter rättning och visningstillfället. Om originaltentamen hämtats ut upphör all möjlighet till rättelse av betyg. Denna information är hämtad från Studentportalen.

 

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan