Программа учебной дисциплины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано	Утверждаю
___________________ Руководитель ООП по направлению 240100 проф.	_______________________ Зав. кафедрой ПТПЭ проф.

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«РАЗДЕЛЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

Направление подготовки: 240100 Химическая технология

Квалификация (степень) выпускника: магистр, специальное звание «магистр»

Форма обучения: очная

Составители: заведующий каф. ПТПЭ

ассистент каф. ПТПЭ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1. Цели и задачи дисциплины

Учебная дисциплина «Разделение многокомпонентных смесей в технологии природных энергоносителей и углеродных материалов» — дисциплина базовой части общенаучного цикла профиля «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» второго уровня высшего профессионального образования магистратуры.

Целью дисциплины является формирование знаний в области технологий разделения многокомпонентных смесей, широко применяющихся в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и коксохимической промышленности для выделения отдельных углеводородов из смесей и для селективной очистки нефтепродуктов, а также умений и навыков для обеспечения выполнения расчётов соответствующих технологических переделов для выполнения части проектных разработок.

Задачами дисциплины являются:

- Овладение навыками сбора и анализа научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта,

- Понимания технологической и технической части процессов разделения многокомпонентных смесей в технологии переработки природных энергоноcителей и углеродных материалов, аппаратурного оформления.

- Освоение основных методик расчета процессов разделения

- Формирование культуры мышления, постановки цели и выбора путей её достижения. Готовности самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии. Способностей использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач. Готовности использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования. Способностей к оценке вклада своей предметной области в решение экологических проблем и проблем безопасности. Способностей понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Учебная дисциплина «Разделение многокомпонентных смесей в технологии природных энергоносителей и углеродных материалов» второго уровня высшего профессионального образования магистратуры.

Дисциплина является предшествующей для изучения последующих всех дисциплин профессиональной части.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих

Профессиональных компетенций:

·  способен - владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ПК - 6).

·  способен осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-7);

·  способен налаживать, настраивать и осуществлять проверку оборудования и программных средств (ПК-13);

·  способен проверять техническое состояние, организовывать профилактические осмотры и текущий ремонт оборудования (ПК-14);

·  готов к освоению и эксплуатации вновь вводимого оборудования (ПК - 15);

·  готов изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-25);

·  способен разрабатывать проекты (в составе авторского коллектива) (ПК-26);

·  готов использовать информационные технологии при разработке проектов(ПК-27);

·  способен проектировать технологические процессы с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства (в составе авторского коллектива (ПК-28).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

— основные закономерности химических и физико-химических процессов, процессов массопереноса применительно к технологическим процессам, агрегатам и оборудованию;

— основы теории процесса в химическом реакторе, методологию исследования взаимодействия процессов химических превращений и явлений переноса на всех масштабных уровнях, методику выбора реактора и расчета процесса в нем; основные реакционные процессы и реакторы химической и нефтехимической технологии;

Уметь:

— определять основные статические и динамические характеристики объектов; выбирать рациональную систему регулирования технологического процесса; выбирать конкретные типы приборов для диагностики химико-технологического процесса;

— рассчитывать и анализировать процессы внешнего и внутреннего теплообмена в аппаратах различного технологического назначения, выбирать рациональные температурные и тепловые режимы работы оборудования;

— применять методы анализа и обработки экспериментальных данных, систематизации научно-технической информации;

Владеть:

— методами математической статистики для обработки результатов активных и пассивных экспериментов, пакетами прикладных программ для моделирования химико-технологических процессов;

— методами расчета и анализа процессов в химических реакторах и эффективности

работы химических производств;

— навыками расчёта и проектирования оборудования различного технологического назначения;

— навыками работы с современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;

— определения технологических показателей, методами выбора химических реакторов;

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
XI
Аудиторные занятия (всего)	60	60
В том числе:
Лекции	10	10
Практические занятия (ПЗ)	50	50
Семинары (С)	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	-	-
Самостоятельная работа (всего)	48	48
В том числе:	-	-
Курсовой проект (работа)	-	-
Расчетно-графические работы	-	-
Реферат	-	-
Другие виды самостоятельной работы	-	-
Выполнение домашнего задания	-	-
Оформление лабораторных работ	-	-
Вид промежуточной аттестации: зачёт, экзамен	экз.	экз.
Общая трудоемкость час зач. ед.	144	144
4	4

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	2	3
1.	Основные понятия и определения	Фазовое равновесие и селективное разделение веществ. Термодинамика смешения. Активность и коэффициенты активности. Фазовая устойчивость и равновесие. Смешение и избыточная энергия Гиббса. Требования к моделированию равновесия многокомпонентных систем. Типы модельных уравнений. Параметры, характеризующие процессы разделения. Емкость растворителей и фактор разделения. Зависимость результатов разделения от параметров процесса. Термодинамические уравнения для расчета параметров процессов разделения. Классификация процессов разделения с использованием разделяющих агентов. Термодинамическая характеристика селективности. Экстракционное разделение углеводородов. Сопоставление процессов разделения с использованием селективных растворителей.
2.	Межмолекулярные взаимодействия и функции смешения	Межмолекулярные взаимодействия и селективное разделение веществ. Специфические взаимодействия. Избыточные термодинамические функции бинарных смесей углеводородов с селективными растворителями. Связь между избыточными функциями. Влияние межмолекулярных взаимодействий на значение и знак избыточных функций смешения. Селективные растворители и насыщенные углеводороды. Селективные растворители и ненасыщенные углеводороды.
3.	Селективность и химическое строение растворителей и разделяемых углеводородов	Зависимость селективности от структуры разделяемых углеводородов. Зависимость селективности от структуры растворителей. Новые селективные растворители для разделения углеводородных систем. Селективность и растворяющая способность смесей растворителей по отношению к углеводородам.
4.	Оформление процессов разделения углеводородов с использованием селективных растворителей	Промышленные селективные растворители. Азеотропная ректификация. Экстрактивная ректификация. Жидкостная экстракция. Экстрактивная кристаллизация. Абсорбция.
5.	Технологии и оборудование, использующиеся в процессах разделения многокомпонентных смесей. Разделители.	Устройство для разделения углеводородных смесей. Устройство для разделения несмешивающихся жидкостей. Устройство для разделения трехфазной смеси. Аппарат для разделения и дегазации жидкости. Устройство для разделения смесей с различной плотностью.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6
1.	Процессы массопереноса в системах с участием твёрдой фазы	+					+
2.	Теплоперенос в гетерогенных системах	+	+	+	+	+	+
3.	Технология и оборудование нефти и газа	+	+	+	+	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лек- ций	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семи-наров	СРС	Всего часов
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Основные понятия и определения	2	22			18	44
2.	Межмолекулярные взаимодействия и функции смешения	2				6	8
3.	Селективность и химическое строение растворителей и разделяемых углеводородов	2	2			6	8
4.	Оформление процессов разделения углеводородов с использованием селективных растворителей	2	6			8	16
5.	Технологии и оборудование, использующиеся в процессах разделения многокомпонентных смесей. Разделители.	2	20			10	32

6. Лабораторный практикум Не предусмотрен учебным планом

7. Практические занятия (семинары)

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование практических занятий (семинары)	Трудо-емкость (час.)
1	2	3	4
1	1, 3, 5	Метод расчета рабочих режимов процессов ректификации многокомпонентных смесей. Расчет сложных колонн.	6
2	1, 2	Метод независимого определения концентраций.	6
3	1, 5	Метод потарелочного проектно-проверочного расчета.	4
4	1, 4	Методы расчета гетероазеотропных комплексов.	6
5	1, 5	Расчет и оптимизация промышленных ректификационных установок.	6

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Не предусмотрены учебным планом

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

, Потехин теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: Учебник для вузов. – «-е изд., исп. и доп. – СПб: ХИМИЗДАТ, 2007. – 944с. Ахметов глубокой переработки нефти и газа. – М.: Гилем, 20с.

3.  , ,

Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: - Бизнесцентр», 2000. — 677 с: ид. ISBN -5

, , Демин и переработка углеводородных газов и конденсата. Технологии и оборудование: Справочное пособие. – М.: -Бизнесцентр», 2001 – 316 с.: Г.-Й. Биттрих, , Д. Лемпе, , . Разделение углеводородов с использованием селективных растворителей. – Л.: Химия, 1987. – 192с.

б) дополнительная литература

Баннов переработки нефти. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2009. – 368с. Баннов переработки нефти. Учебно-медодическое пособие для повышения квалификации работников нефтеперерабатывающей промышленности. Часть 1. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2000. – 224с. Баннов переработки нефти. Учебно-медодическое пособие для повышения квалификации работников нефтеперерабатывающей промышленности. Часть 2. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. – 415с. Баннов переработки нефти. Учебно-медодическое пособие для повышения квалификации работников нефтеперерабатывающей промышленности. Часть 3. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2003. – 504с. , Серафимов ректификация. Теория и расчет: М., Химия, 1983. Серия «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии» , Львова и задачи по технологии переработки нефти и газа. – 2-е изд., пер. и доп. – М.: Химия, 1980. – 256с. , , Судаков ёты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. – 2-е изд., пер. и доп. – Л.: Химия, 1974. – 344с. , , Носков и задачи по курсу процессов иаппаратов химической технологии. – 13-е изд. стериотипное. – М.: Альянс, 2006. – 576с.

в) программное обеспечение

Операционные системы Windows, стандартные офисные программы.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Использование материалов и приборов лаборатории кафедры печных технологий и природных энергоносителей, показ видеоматериалов. Использование студентами для самостоятельной работы разработанных на кафедре учебников и учебных пособий.

Для реализации практических занятий по дисциплине кафедра располагает компьютерным классом.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Преподавание дисциплины основано на организации внутри дисциплины и междисциплинарных образовательных модулей, представляющих совокупность теоретических представлений и практических навыков по каждой дидактический единице во взаимосвязи с последующими и смежными дисциплинами, целью которых является приобретение студентом компетенций, знаний и умений, установленных ФГОС ВПО для направления 240100 «Химическая технология».

Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация является совокупностью данных по успешности выполнения студентом требований ФГОС ВПО, учебного плана, примерной учебной программы (посещение теоретических и практических занятий, своевременное выполнение заданий по самостоятельной работе).

Разработчики:

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»	Профессор кафедры печных технологий и переработки природных энергоносителей
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»	Ассистент кафедры печных технологий и переработки природных энергоносителей