Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет
имени »
Энгельсский технологический институт (филиал)
Кафедра химической технологии
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине ОПД Ф.06 «Общая химическая технология»
240801.65 «Машины и аппараты химических производств»
Курс – 3 (4)Семестр – 6 (8) Часов в неделю – 4 Курсовая работа – 6 (8) сем. Контрольная работа - (8) сем. Экзамен – 6 (8) сем. | Лекции –час. Лабораторные занятия –час. Практические занятия –час. СРС –час. Всего – 136 час. |
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры химической технологии, « 09 » 11 2011 г., протокол №3
Зав. кафедрой, профессор
Рабочая программа утверждена на заседании УМКС «ТПЭ», « 11 » 11 2011 г., протокол №2.
Председатель УМКС, профессор
Рабочая программа утверждена на заседании УМКС «МХП», « 25 » 11 2011 г., протокол №4.
Председатель УМКС, профессор
Энгельс – 2011 г.
.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ,
ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Целью изучения дисциплины является формирование технологического мировоззрения дипломированных специалистов для их производственно-технологической и проектно-конструкторской профессиональной деятельности.
В соответствии с поставленной целью основными задачами курса «Общая химическая технология» являются:
- знакомство с составом и структурой производств основных химических продуктов;
- овладение теорией химических процессов и химических реакторов;
- обучение современным методам и приемам анализа и разработки типовых и наукоемких энерго-, ресурсосберегающих химико-технологических процессов в химической технологии, нефтехимии;
- овладение навыками технологических расчетов, необходимых в профессиональной деятельности.
Изучение данного курса базируется на знаниях химии, физики, высшей математики, информатики, технической термодинамики и теплотехники, процессов и аппаратов химической технологии.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Студент должен знать: структуру химического производства, общие принципы организации химического производства, теоретические основы химической технологии.
Студент должен уметь: синтезировать современную ХТС, анализировать ХТС, обосновать целесообразную конструкцию химического реактора, выполнять материальные и тепловые расчеты в ХТС, определять основные показатели химического производства, выполнять расчеты химического реактора.
3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ (ЧАС.) ДИСЦИПЛИНЫ
ПО ТЕМАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
№ модуля | № недели | № темы | Наименование раздела, темы | Всего, час. | Лекции, час. | Лаборат., час.. | Практич., час | СРС, час. |
1 | 1-4 | 1 | Химическое производство. Иерархическая организация процессов в химическом производстве. Критерии оценки эффективности производства. | 29 | 8 (4) | 2 (-) | 9(2) | 10 (23) |
1 | 5-8 | 2 | Общие закономерности химических процессов. Промышленный катализ. | 23 | 8(2) | 9(2) | 2(2) | 4 (17) |
2 | 9-11 | 3 | Химические реакторы | 32 | 6(2) | 4(2) | 2(2) | 20 (26) |
3 | 12-13 | 4 | Химико-технологические системы. (ХТС) | 8 | 4(2) | - | 2(-) | 2(6) |
4 | 15-17 | 5 | Важнейшие промышленные химические производства. | 44 | 8(2) | 2(2) | 2(-) | 32 (40) |
ИТОГО: д/о з/о | 136 20 | 34 10 | 17 6 | 17 4 | 68 112 |
4. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА
очное обучение
№ темы | Всего час. | № лекции | Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 8 | 1 | Предмет и задачи курса. Этапы развития химической технологии (ХТ). Роль химической технологии в народном хозяйстве. Основные направления развития химической техники и технологии. Современное состояние и перспективы развития химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности [1-3] |
2 | Химическое производство (ХП). Понятие о химическом производстве как совокупности взаимосвязанных потоками элементов с протекающими в них процессами. Основные технологические компоненты – сырье, вода, воздух, энергия, целевой и побочный продукт, отходы. Основные компоненты химического производства. | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
Составные части и иерархическая структура ХП. Критерии оценки эффективности производства: технологические, технико-экономические, эксплуатационные и социальные показатели ХП [1-3]. | |||
3 | Сырьевая и энергетическая подсистемы ХТС. Современные сырьевые и энергетические проблемы. Классификация сырья, требования к сырью, принципы обогащения сырья. Рациональное и комплексное использование сырьевых ресурсов. Классификация и характеристика топливно-энергетических ресурсов. Использование вторичных энергоресурсов. Основные направления повышения эффективности использования сырьевых и топливно-энергетических ресурсов. Энерготехнологические системы[1-3]. | ||
4 | Промышленная водоподготовка. Виды и показатели качества воды, используемой в промышленности. Эффективные способы подготовки питьевой, умягченной и обессоленной воды [1-3]. | ||
2 | 8 | 5 | Общие закономерности химических процессов. Понятие о химико-технологическом процессе (ХТП). Классификация, основные стадии, технологические показатели ХТП [1-3,5]. |
6 | Обратимые ХТП. Равновесие химических реакций. Принцип Ле Шателье. Технологические факторы для смещения химического равновесия [1-3]. | ||
7 | Основные закономерности гомо - и гетерогенных ХТП. Влияние условий проведения на показатели ХТП. Приемы интенсификации гомогенных ХТП. Гетерогенные (некаталитические) ХТП. Основные стадии, фазовый состав, системы, области протекания гетерогенных ХТП. Влияние условий протекания на скорость превращения в кинетической и диффузионной области. Приемы интенсификации гетерогенных ХТП [1-3]. | ||
8 | Закономерности каталитических ХТП. Промышленный катализ, его достижения. Сущность катализа. Механизм действия катализаторов. Требования к промышленным катализаторам. Технологические характеристики твердых катализаторов. Основные стадии, кинетические особенности и приемы интенсификации каталитических процессов [1-3,13]. | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
3 | 6 | 9 | Химические реакторы (ХР). Классификация ХР и режимов их работы. Основные требования к ХР. Реакторы идеального вытеснения (РИВ) и идеального смешения (РИС). Сравнение эффективности проточных РИВ и РИС. Каскад ХР идеального смешения. ХР с неидеальной структурой от идеальности в проточных реакторах [1-5,12]. |
10 | Изотермические и неизотермические процессы в ХР. Тепловые режимы ХР. Оптимальный температурный режим и способы его осуществления в ХР. Обзор и анализ конструкций промышленных ХР. [1-5, 12]. | ||
11 | Основные математические модели процессов в ХР. Методика построения математической модели процессов в ХР. Уравнения материального и теплового балансов в ХР [1-3]. | ||
4 | 4 | 12 | Химико-технологические системы (ХТС). Структура и описание ХТС. Виды моделей ХТС. Технологические связи ХТС. Ресурсо - и энергосберегающие ХТС [1-3,10]. |
13 | Синтез и анализ ХТС. Задачи синтеза, технологические концепции создания ХТС. Задачи и виды анализа ХТС. Материальные и тепловые балансы ХТС [1-3,10]. | ||
5 | 14 | Важнейшие промышленные химические производства. Технология получения Н2SО4. Свойства, области применения, сырьевая база, способы, физико-химические основы получения, основные стадии, технологические параметры, аппаратурное оформление, направления усовершенствования производства [1,3-6]. | |
15 | Технология ПАН-волокна (нитрон). Свойства, области применения, сырья, физико-химические основы, основные стадии, технологическая схема, нормы технологического режима, аппаратурное оформление [11,14]. | ||
16 | Технология переработки нефти. Подготовка сырья. Физические и химические основы, основные стадии, технологические параметры, аппаратурное оформление процессов получения моторных топлив и смазочных масел [1-6,15]. | ||
17 | Новые технологические решения по увеличению выхода и повышения качества нефтепродуктов [1-6,15]. |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 2 | 1 | Химическое производство (ХП). Понятие о химическом производстве как совокупности взаимосвязанных потоками элементов с протекающими в них процессами. Основные технологические компоненты – сырье, вода, воздух, энергия, целевой и побочный продукт, отходы. Основные компоненты химического производства. Составные части и иерархическая структура ХП. Критерии оценки эффективности производства: технологические, технико-экономические, эксплуатационные и социальные показатели ХП [1-3]. |
2 | 6 | 2 | Общие закономерности химических процессов. Понятие о химико-технологическом процессе (ХТП). Классификация, основные стадии, технологические показатели ХТП [1-35]. |
3 | Обратимые ХТП. Равновесие химических реакций. Принцип Ле Шателье. Технологические факторы для смещения химического равновесия [1-3]. | ||
4 | Закономерности каталитических ХТП. Промышленный катализ, его достижения. Сущность катализа. Механизм действия катализаторов. Требования к промышленным катализаторам. Технологические характеристики твердых катализаторов. Основные стадии, кинетические особенности и приемы интенсификации каталитических процессов [1-3,13]. | ||
3 | 2 | 5 | Химические реакторы (ХР). Классификация ХР и режимов их работы. Основные требования к ХР. Реакторы идеального вытеснения (РИВ) и идеального смешения (РИС). Сравнение эффективности проточных РИВ и РИС. Каскад ХР идеального смешения. ХР с неидеальной структурой от идеальности в проточных реакторах [1-5,12]. |
4 | 2 | 6 | Химико-технологические системы (ХТС). Структура и описание ХТС. Виды моделей ХТС. Технологические связи ХТС. Ресурсо - и энергосберегающие ХТС [1-3,10]. |
5. ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
№ темы | Всего часов | № занятий | Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии |
1,2 | 9(2) | 1-3 | Расчеты технологических показателей химического производства и химико-технологических процессов. |
3,4 | 4(2) | 4-6 | Расчеты химических реакторов. ХТС. |
5 | 4(2) | 7-9 | Материальные и тепловые балансы производств. |
6. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ [5,17]
№ темы | Всего часов | № работы | Наименование лабораторной работы. Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии |
1 | 6 | 1 | Анализ воды и подготовка ее к использованию в химическом производстве [17]. |
4 | 6 | 2 | Анализ нефтепродуктов [17]. |
3 | 5 | 3 | Оценка эффективности работы химического реактора [17]. |
7. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
очное обучение
№ темы | Кол-во часов | Тема, выносимая на СРС | Лит-ра |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 10 | 1. Классификация сырья. Примеры рационального и комплексного использования сырья. 2. Классификация и характеристика топливно-энергетических ресурсов. 3. Энерготехнологические системы использования топлив, теплоты химических реакций. | 1-6 1-6 1-6 |
2 | 4 | Достижения промышленного катализа. | 1-6,19 |
3 | 20 | Обзор и анализ конструкций промышленных ХР для гомо-, гетерогенных и каталитических процессов. | 1-6,12 |
4 | 34 | Составление моделей ХТС и их анализ на примере конкретного промышленного производства (по заданию преподавателя). | 1-6,10,13 |
заочное обучение
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 2 | Основные направления развития химической техники и технологии. Современное состояние и перспективы развития химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. | 1-3,19 |
10 | Сырьевая и энергетическая подсистема. | 1-3 | |
6 | Промышленная водоподготовка. | 1-3 | |
2 | 6 | Основные закономерности гомо - и гетерогенных ХТП. | 1-3,5 |
4 | Достижения промышленного катализа. | 1-6,19 | |
3 | 20 | Изотермические и неизотермические процессы в ХР. Тепловые режимы ХР. Оптимальный температурный режим и способы его осуществления в ХР. Обзор и анализ конструкций промышленных ХР. | 1-5, 12 |
1 | 2 | 3 | 4 |
6 | Основные математические модели процессов в ХР. Методика построения математической модели процессов в ХР. Уравнения материального и теплового балансов в ХР. | 1-3 | |
4 | 34 | Синтез и анализ ХТС. Задачи синтеза, технологические концепции создания ХТС. Задачи и виды анализа ХТС. Материальные и тепловые балансы ХТС. | 1-3,10 |
5 | 6 | Важнейшие промышленные химические производства. Технология получения Н2SО4. Свойства, области применения, сырьевая база, способы, физико-химические основы получения, основные стадии, технологические параметры, аппаратурное оформление, направления усовершенствования производства. | 1,3-6 |
6 | Технология ПАН-волокна (нитрон). Свойства, области применения, сырья, физико-химические основы, основные стадии, технологическая схема, нормы технологического режима, аппаратурное оформление. | 11,14 | |
6 | Технология переработки нефти. Подготовка сырья. Физические и химические основы, основные стадии, технологические параметры, аппаратурное оформление процессов получения моторных топлив и смазочных масел. | 1-6,15 | |
6 | Новые технологические решения по увеличению выхода и повышения качества нефтепродуктов. | 1-6,15 |
11. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Выполняется 1 контрольная работа студентами з/о в 8 семестре, включающая 2 теоретических вопроса и 1 расчетное задание [18].
12. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
1. Основные направления развития химической техники и технологии.
2. Состав, классификация и основные компоненты химического производства (ХП).
3. Иерархическая структура ХП. Критерии эффективности ХП.
4. Сырьевая подсистема ХТС, сырьевые ресурсы и проблемы, требования к сырью, рациональное и комплексное использование сырья.
5. Подготовка сырья в химической промышленности.
6. Энергетическая подсистема ХТС. Основные направления повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов. Использование ВЭР. Энерготехнологические системы использования теплоты химических реакций.
7. Вода в химической промышленности. Показатели качества воды. Способы промышленной водоподготовки.
8. Содержание ХТП, классификация ХТП, технологические показатели ХТП.
9. Закономерности и приемы интенсификации гомогенных ХТП.
10. Закономерности и приемы интенсификации гетерогенных ХТП.
11. Закономерности и приемы интенсификации гетерогенно-каталитических ХТП.
12. Технологические приемы для смещения химического равновесия.
13. Классификация ХР, требования к ХР. Характеристическое уравнение ХР.
14. РИВ и РИС, уравнения материального баланса.
15. Сравнение эффективности РИВ и РИС.
16. Каскад ХР.
17. Анализ конструкций ХР для гомогенных ХТП.
18. Анализ конструкций ХР для гетерогенных ХТП.
19. Анализ конструкций ХР для каталитических ХТП.
20. Способы осуществления в промышленных ХР оптимального температурного режима.
21. ХТС, этапы разработки ХТС. Виды моделей ХТС.
22. Технологические связи ХТС, их назначение и характеристика.
23. Синтез ХТС.
24. Анализ ХТС.
25. Технологические принципы создания высокоэффективных ХТС.
26. Технология получения Н2SО4. Свойства, области применения, сырьевая база, способы получения, направления усовершенствования производства
27. Технология ПАН-волокна. Свойства, области применения, сырья, физико-химические основы, основные стадии, технологическая схема.
28. Технология нефтепереработки. Методы переработки, их физико-химические основы и аппаратурное оформление.
13. СПИСОК ОСНОВНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Основная литература
1. Соколов технология: Учеб. пособие в 2х т. – М.: Центр Владос, 2003.
2. Абалонин химических производств / , , . - М.: Химия, 2001. – 472 с.
3. Ксензенко химическая технология и основы промышленной экологии / , , [и др.]; под ред. . – М.: КолосС, 2003. – 328 с.
Дополнительная литература
4. Кутепов химическая технология / , , . – М.: Высшая школа, 1990. – 520 с.
5. Основы химической технологии; под ред. . – М.: Высшая школа, 1991. – 463 с.
6. Кузнецова химическая технология / , , . – М.: «Университетская книга», 20с.
7. Игнатенко и задачи по общей химической технологии / , . – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 198 с.
8. Туболкин химико-технологических процессов / , , [и др.]; под ред. . – Л.: Химия, 1982. – 248 с.
9. Аранская задач и упражнений по химической технологии. – Минск: Изд-во «Университетское», 1989. – 311 с.
10. Кафаров и синтез химико-технологических систем / , . – М.: Химия, 1991. – 432 с.
11. Юркевич производства химических волокон / , . – М.: Химия, 1987. – 304 с.
12. Смирнов в химической промышленности. – М.: Высшая школа, 1980.
13. , Муравьев и повышение эффективности х-т процессов. – Л.: Химия, 1988.
14. ПАН-волокна: Технология, свойства, области применения / , : конспект лекций; Сарат. гос. техн. ун-т. – Саратов: СГТУ, 2002. – 40 с.
15. Черножуков переработки нефти и газа. – М.: Химия, 1978. – 424 с.
16. Романовский химической кинетики. – М.: Экзамен, 2006 г. – 415с.
17. Общая химическая технология: Методические указания к лабораторному практикуму. / , , : в 2х частях. – Саратов: СГТУ, 2010.
18. Общая химическая технология: рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения / , , . – Саратов, СГТУ, 2001.
19. Периодические издания: химическая промышленность, Российский химический журнал, Химия и технология топлив и масел.
14. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ, ТСО,
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
При чтении лекций используются демонстрационные плакаты технологических схем, конструкций химических реакторов, натурные образцы катализаторов, полимерных мембран, химических волокон.
Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом 2000 г.
Рабочую программу составила
доцент
