Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Inżynieria procesów w technologiach przetwórczych
Sylabus przedmiotu Projektowanie systemów procesowych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Projektowanie systemów procesowych | ||
| Specjalność | Eksploatacja instalacji przemysłu petrochemicznego | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Barbara Zakrzewska <Barbara.Zakrzewska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marta Major-Godlewska <Marta.Major@zut.edu.pl>, Halina Murasiewicz <Halina.Murasiewicz@zut.edu.pl>, Grzegorz Story <Grzegorz.Story@zut.edu.pl>, Barbara Zakrzewska <Barbara.Zakrzewska@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 6,0 | ECTS (formy) | 6,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Procesy cieplne i aparaty, Procesy dyfuzyjne i aparaty, Inżynieria procesów reaktorowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z podstawami projektowania systemów procesowych, między innymi elementami projektu procesowego, strategii projektowania. Przekazanie wiedzy na temat zasad doboru procesów i ich parametrów pracy, heurystyk projektowych i programów symulacyjnych. |
| C-2 | Przygotowanie studenta do przeprowadzenia projektu procesowego. Student potrafi ocenić warunki, które muszą być spełnione do realizacji projektu obejmującego budowę lub modernizację instalacji i przeprowadzić proces projektowy. |
| C-3 | Zapoznanie studenta z dostępnymi symulatorami procesowymi - narzędziami wykorzystywanymi w projektowaniu systemów procesowych. Przygotowanie do wykonywania obliczeń z zastosowaniem symulatorów procesowych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | W ramach ćwiczeń audytoryjnych przedstawione zostaną kolejne etapy wykonania projektu procesowego na przykładzie wybranej instalacji produkcyjnej przemysłu chemicznego. Podejście, jakie znajdzie zastosowanie w trakcie ćwiczeń jest stosowane w pracach nad komercyjnymi projektami procesowymi i określane jest mianem "poprawnie za pierwszym razem", co oznacza mniej powtórnej pracy w ostatnich etapach projektu. Analizę rozpoczną studia przypadku, mające na celu zebranie podstawowych informacji o wybranej instalacji, określeniu celu projektu, systematyczne sprawdzenie planowanej instalacji w celu zidentyfikowania lub wykrycia potencjalnych problemów, które mogą wystąpić i być przyczyną nieefektywnej pracy instalacji, oceny ryzyka uszkodzenia aparatów lub stanowić zagrożenie dla pracowników. Studia przypadku kontynuowane są przez cały cykl życia instalacji/zakładu przemysłowego począwszy od stadium pierwszego projektu procesowego, etapu budowy instalacji/zakładu, okres pracy do momentu zamknięcia i zakończenia funkcjonowania systemu procesowego. W ramach przedmiotu skupimy się tylko na dwóch studiach przypadku. Kolejnym etapem będzie przegląd literatury, mający na celu omówienie i uzasadnienie wybranych metod technologicznych wraz z materiałem źródłowym. Drugie studium przypadku przewiduje uzasadnienie wyboru metody technologicznej wraz ze sporządzeniem schematu ideowego rozpatrywanego procesu. Kolejny etap to zarys schematu technologicznego mający na celu zrozumienie procesu i lokalizację przewidzianych w nim głównych aparatów. Na tym etapie powinny być już zebrane dane wejściowe takie, jak surowce, temperatury wlotowe, stężenia początkowe, natężenia przepłwu czynników, ogranicznenia w postaci dostępności surowców, wielkości hali - założenia. Następnym etapami będą obliczenia w oparciu o bilanse masy i energii dla kolejnych aparatów przewidzianych w systemie. Obliczenia zostaną przeprowadzone iteracyjnie aby zostały spełnione założenia projektowe - określona wydajność linii technologicznej. Projekt procesowy systemu zakończy się raportem ekonomicznym definiującym techniczny koszt wytwarzania produktu, ceny surowców i ocenę opłacalności instalacji. Omówione zostaną główne aspekty związane z bezpieczeństwem środowiska, które powinny być rozpatrzone przed podjęciem finalnej decyzji o rozpoczęciu realizacji projektu. | 45 |
| 45 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Praktyczne możliwości wykorzystania symulatorów procesowych w obliczeniach systemów procesowych, ze szczególnym uwzględnieniem przemysłu petrochemicznego, w tym obliczenia projektowych elementów instalacji, obliczenia własności fizycznych substancji, analiza i wybór modeli aparatów adekwatnych do analizowanego procesu, ocena uzyskanych wyników symulacji. | 30 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wiadomości wstępne: przedmiot i zakres projektowania procesowego, projekt procesowy, projekt technologicznym, system. Cykl badawczo-projektowo-wdrożeniowy. Podstawowe dokumenty na drodze do inwestycji | 6 |
| T-W-2 | Elementy projektu procesowego: założenia badawcze i przemysłowe, uzasadnienie wyboru i opis metody technologicznej, schemat ideowy, bilans masowy, bilans cieplny, charakterystyka mediów, dobór aparatów technologicznych, schemat technologiczny, harmonogram pracy aparatów, czynniki energetyczne i pomocnicze, dobór materiałów i zagadnienia korozji, pomiary i automatyka procesu, ścieki i odpady, zagadnienia bezpieczeństwa. | 9 |
| T-W-3 | Strategie projektowania systemów technologicznych: hierarchiczna i jednoczesna, wraz z przykładami. | 6 |
| T-W-4 | Zasady doboru procesów i ich parametrów pracy. Heurystyki projektowe. | 6 |
| T-W-5 | Obliczenia symulacyjne systemów procesowych i programy symulacyjne. | 6 |
| T-W-6 | Analiza stopni swobody i modele wybranych procesów. | 6 |
| T-W-7 | Aspen Plus - przykład symulatora procesowego. | 6 |
| 45 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 45 |
| A-A-2 | Praca własna - przygotowanie raportów | 5 |
| A-A-3 | Studiowanie literatury przedmiotu | 5 |
| A-A-4 | Konsulatcje z nauczycielem | 5 |
| 60 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Praca własna - przygotowanie raportów | 10 |
| A-L-3 | Studiowanie literatury przedmiotu | 15 |
| A-L-4 | Konsultacje z nauczycielem | 5 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 45 |
| A-W-2 | Praca własna - przygotowanie do zaliczenia, studiowanie literatury przedmiotu. | 10 |
| A-W-3 | Konsultacje z nauczycielem. | 5 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające - wykład informacyjny |
| M-2 | Metoda praktyczna - metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin - forma pisemna, 90 min. |
| S-2 | Ocena formująca: Ćwiczenia audytoryjne - sprawozdania pisemne z wykonanych zadań problemowych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie laboratoriów na koniec semestru - samodzielne wykonanie symulacji fragmentu systemu procesowego z użyciem symulatora procesowego |
| S-4 | Ocena podsumowująca: ćwiczenia audytoryjne - ocena końcowa w oparciu o cząstkowe elementy - sprawozdania z wykonanych zadań projektowych. Nie przewidziano pisemnego finalnego zaliczenia z przedmiotu. Ocena sprawozdań w oparciu o kryteria: umiejętność stosowania zasad inżynierskich, uwzględnienie kwestii środowiska naturalnego (zużycie surowców, problem zawrotu strumieni, dobór mediów technologicznych, uwzględnienie zagadnień korozji) na każdym etapie projektowania, uzasadnienie głównych decyzji, przygotowanie i przedstawienie wyników w logiczny sposób, jakość pomysłów, jakość szczegółów projektu, sposób przedstawienia wyników. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_B10-03_W01 Student ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę dotyczącą podstaw projektowania systemów procesowych, między innymi elementami projektu procesowego, strategii projektowania. Ma wiedzę na temat zasad doboru procesów i ich parametrów pracy, heurystyk projektowych i programów symulacyjnych. | ICHP_2A_W02, ICHP_2A_W05 | — | — | C-1 | T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-1, T-W-7, T-W-4 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_B10-03_U01 Student potrafi ocenić warunki, które muszą być spełnione do realizacji projektu obejmującego budowę lub modernizację instalacji i przeprowadzić proces projektowy. | ICHP_2A_U01, ICHP_2A_U07, ICHP_2A_U09 | — | — | C-2, C-3 | T-A-1, T-L-1 | M-2 | S-3, S-4, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_B10-03_K01 Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych. Przestrzega pracy zespołowej i potrafi odpowiednio określić priorytety służące do realizacji zadania - projektu procesowego. | ICHP_2A_K04, ICHP_2A_K03 | — | — | C-2, C-3 | T-A-1, T-L-1 | M-2 | S-4, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_B10-03_W01 Student ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę dotyczącą podstaw projektowania systemów procesowych, między innymi elementami projektu procesowego, strategii projektowania. Ma wiedzę na temat zasad doboru procesów i ich parametrów pracy, heurystyk projektowych i programów symulacyjnych. | 2,0 | Student nie opanował wiedzy podanej na wykładzie |
| 3,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie w podstawowym stopniu | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować | |
| 4,0 | Student opanował wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zastosować | |
| 4,5 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie | |
| 5,0 | Student w pełni opanował wiedzę podaną na wykładzie, potrafi efektywnie analizować wyniki i przeprowadzić dyskusję |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_B10-03_U01 Student potrafi ocenić warunki, które muszą być spełnione do realizacji projektu obejmującego budowę lub modernizację instalacji i przeprowadzić proces projektowy. | 2,0 | |
| 3,0 | Podstawowe zaliczenie (40%) - kopie istniejących opisów instalacji, słaba próba stworzenia oryginalnego projektu. Niekompletne lub niewłaściwe bilanse masy i energii z dużym błędem niedokładności. Słaba ocena przyjętej metody. Znaczące braki. Niekompletne zrozumienie procesu. Brak umiejętności właściwej oceny stopnia dokładności instalacji. Słaba lub niejasna prezentacja. Wadliwe i niekompletne zdefiniowanie zadań projektowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | Średni poziom zaliczenia (55%) - kompletny podstawowy opis instalacji. Większość rzeczy została zrozumiana i opisana właściwie. Właściwe uzasadnienie wyboru instalacji. Obliczenia w większości wykonane poprawnie. Niezbyt wysoki poziom kreatywności lub innowacyjność, która nie została odzwierciedlona w dobry technicznym uzasadnieniu. Dobra prezentacja. Wszystkie zadania projektowe zostały omówione w ramach danego raportu i pokrywają daną tematykę. | |
| 4,5 | ||
| 5,0 | Wysoki poziom zaliczenia (70%) - kompletny opis instalacji. Większość rzeczy została zrozumiana i opisana właściwie. Dobre uzasadnienie wyboru instalacji. Jasna identyfikacja potencjalnych problemów. Ewidentna kreatywność w projekcie. Dobre techniczne uzasadnienie. Szczegółowy powiązanie pomiędzy koncepcją projektową a zadaniami/ problemami. Dobra prezentacja. Pełne sprawozdanie z omawianych zagadnień i tworzenie dalszych zadań w sposób innowacyjny. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_B10-03_K01 Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych. Przestrzega pracy zespołowej i potrafi odpowiednio określić priorytety służące do realizacji zadania - projektu procesowego. | 2,0 | |
| 3,0 | Student w podstawowym stopniu rozumie potrzebę ciągłego kształcenia się i doskonalenia zawodowego i potrafi odpowiednio określić priorytety służące do realizacji projektu procesowego. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Praca zbiorowa, L. Synoradzki, J. Wisialski, I. Fronczak, G. Padee, K. Jankowiak, A. Jerzak, S. Szymczak, Projektowanie procesów technologicznych. Od laboratorium do instalacji przemysłowej, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006
- J. Jeżowski, Wprowadzenie do projektowania systemów technologii chemicznej, Część 1, Teoria., Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2002
- J. Jeżowski, A. Jeżowska, Wprowadzenie do projektowania systemów technologii chemicznej, Część 2, Przykłady obliczeń., Wydawnictwo Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2002
- J. Dudczak, Podstawy analizy obiektów przemysłu chemicznego, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1987
- S. Kucharski, J. Głowiński, Podstawy obliczeń projektowych w technologii chemicznej, OWPWr, Wrocław, 2000
- K. Szmidt-Szałowski, Podstawy technologii chemicznej - bilanse procesów technologicznych, OWPW, Waszawa, 1997
- W. Kacperski, J. Kruszewski, R. Marcinkowski, Inżynieria systemów procesowych. Elementy syntezy procesów technologicznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1992
Literatura dodatkowa
- K. F. Pawłow, P. G. Romankow, A. A. Noskow, Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej, WNT, Warszawa, 1988
- H. Konopko, Podstawy konstruowania urządzeń przemysłu chemicznego i spożywczego, Politechnika Białostocka, Białystok, 1998
- T. G. Filipczak, Tablice do obliczeń projektowo-konstrukcyjnych aparatury procesowej, Politechnika Opolska, Opole, 2004
- P. Wesołowski, Aparatura chemiczna i procesowa. Część 1. Wymienniki ciepła i masy, Politechnika Poznańska, Poznań, 2002
- J. Warych, Aparatura chemiczna i procesowa., Oficyna Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warzsawa, 1996
- A. Heim, B. Kochański, K. Pyć, E. Rzyski, Projektowanie aparatury chemicznej i spożywczej, Politechnika Łódzka, Łódź, 1993
- J. Pikoń, Aparatura chemiczna, PWN, Warszawa, 1983
- J. Pikoń, Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej, Część I, Tworzywa konstrukcyjne, PWN, Warszawa, 1979
- J. Pikoń, Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej, Część II, Elementy aparatury chemicznej, PWN, Warszawa, 1979
- A. Kubasiewicz, Wyparki. Konstrukcje i obliczanie, WNT, Warszawa, 1977
- S. Bretsznajder, Podstawy ogólne technologii chemicznej, WNT, Warszawa, 1973