Рабочая программа |
| Форма СО ПГУ 7.18.2/06 |
Министерство образования и науки Республики Казахстана
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра Химии и химических технологий
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины Химическая технология неорганических кислот, оснований и солей
для студентов специальности 050720 – Химическая технология неорганических веществ
Павлодар
Лист утверждения к рабочей программе дисциплины, разработанной на основании государственного общеобязательного стандарта образования специальности и типовой программы |
| Форма СО ПГУ 7.18.1/07 |
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
__________
«___»_____________2007 г.
Составитель: преподаватель _______________
Кафедра Химических технологий
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине Химическая технология неорганических кислот, оснований и солей
для студентов специальности 050720 Химическая технология неорганических веществ
Рабочая программа разработана на основании Государственного общеобязательного стандарта специальности 3.08.346 – 2006 Химическая технология неорганических веществ и типовой программы Химическая технология неорганических кислот, оснований и солей утвержденной МОН РК от 22 июня 2006г.
Рекомендовано на заседании кафедры от «_____»________ 2008 г.
Протокол №_____
Заведующий кафедрой____________________
Одобрена уебно - методическим советом Биолого-химического факультета
«___» ________2008 г. Протокол № _______
Председатель УМС _______________
СОГЛАСОВАНО
Декан факультета ___________ «____» ___________ 2008г.
Одобрено ОПиМО
Начальник ОПиМО __________ «____» ___________ 2008г
Цель и задачи дисциплины
Цель преподавания дисциплины - изучение наиболее важных типовых производств основной химической промышленности неорганических веществ. Изучение физико-химических свойств, синтеза и кинетики основной продукции, используемых видах сырья, промышленных методах производства неорганических веществ. На примере существующих производств изучаются возможности рациональной комплексной переработки сырья, оптимальные технологические решения и сопоставляются технико-экономические показатели с учётом научных достижений в промышленности.
Задачи изучения дисциплины - добиться знания студентами особенностей данной отрасли химической технологии; развить у студентов умение рассчитывать и проектировать реальные химические процессы; сформировать у будущих специалистов инженерное мышление, навыки решения различных проблем реального производства, его организации и управления.
Студент должен знать:
- основы всех современных теорий кислот и оснований;
- наиболее важные химические свойства неорганических кислот и оснований;
- наиболее широко применяемые в промышленности схемы переработки химического сырья и способы управления технологическими процессами;
- технологии получения неорганических кислот и оснований из минерального сырья;
- технологии получения неорганических кислот и оснований используемые в РК
Студент должен уметь:
- четко различать в системах вещества кислотной и основной функции;
- провести очистку сырья от примесей; дать описание природного сырья;
- осуществить синтез неорганических кислот и оснований из сырья, выбрав оптимальные условия для синтеза;
- выполнить расчёты, необходимые для определения параметров технологического режима и показателей эффективности химико-технологического процесса, выбирать и рассчитывать основные технологические аппараты и составить материальный баланс химико-технологической системы;
- оценивать сильные и слабые стороны той или иной технологической схемы, проводить сравнительный анализ способов технологической переработки сырья;
- учитывать экономические и экологические приоритеты в выборе способов переработки;
- владеть практическими навыками в области химической технологии неорганических веществ.
Пререквизиты: общая и неорганическая химия; аналитическая химия; физическая химия; общая химическая технология; основные процессы и аппараты химической технологии; поверхностные явления и дисперсные системы.
Тематический план дисциплины |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/07 |
Очная форма обучения на базе общего среднего образования для специальности 050720 Химическая технология неорганических веществ - 2006 г
ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДИСЦИПЛИНЫ | |||||
№ п/п | Наименование тем | Количество часов | |||
Лек | Прак | Лаб | СРС | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Тема 1 | Введение | 3,5 | - | 8 | |
Тема 2 | Химическая технология неорганических кислот | 8 | 5 | 20 | |
Тема 3 | Производство щелочей | 5 | 2,5 | 16 | |
Тема 4 | Технология неорганических солей | 6 | - | 16 | |
ИТОГО: | 22,5 | - | 7,5 (15) | 60 | |
Всего по дисциплине | 90 |
Тематический план дисциплины |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/07 |
Очная форма обучения на базе общего среднего образования для специальности 050720 Химическая технология неорганических веществ - 2007 г
ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДИСЦИПЛИНЫ | |||||
№ п/п | Наименование тем | Количество часов | |||
Лек | Прак | Лаб | СРС | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Тема 1 | Введение | 3,5 | - | 8 | |
Тема 2 | Химическая технология неорганических кислот | 8 | 5 | 20 | |
Тема 3 | Производство щелочей | 5 | 2,5 | 16 | |
Тема 4 | Технология неорганических солей | 6 | - | 16 | |
ИТОГО: | 22,5 | - | 7,5 (15) | 60 | |
Всего по дисциплине | 90 |
Тематический план дисциплины |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.1/07 |
Заочная форма обучения на базе общего среднего образования для специальности 050720 Химическая технология неорганических веществ - 2006 г
ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ДИСЦИПЛИНЫ | |||||
№ п/п | Наименование тем | Количество часов | |||
Лек | Прак | Лаб | СРС | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Тема 1 | Введение | 2 | - | - | 10 |
Тема 2 | Химическая технология неорганических кислот | 4 | - | 2 | 22 |
Тема 3 | Производство щелочей | 3 | - | 2 | 20 |
Тема 4 | Технология неорганических солей | 3 | - | - | 22 |
ИТОГО: | 12 | - | 4 | 74 | |
Всего по дисциплине | 90 |
Содержание теоретического раздела курса
Тема 1 Введение.
Характеристика и классификация сырья по происхождению, агрегатному состоянию, химической природе. Возобновляемые и не возобновляемые источники сырья. Методы исследования свойств кислот и оснований.
Тема 2 Химическая технология неорганических кислот
1.1 Химия и технология азотной кислоты.
Основные промышленные и синтез – газы в технологии неорганических веществ. Их свойства и применение. Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, другими методами. Основные принципы и технология создания эффективных технологических схем получения азота, кислорода и редких газов из атмосферного воздуха. Методы получения водорода: газификация топлива, конверсия углеводородов, выделение из промышленных газовых смесей.
Значение азотной промышленности. Области применения, объемы производства азотосодержащих веществ и материалов. Развитие производства синтетического аммиака. Современные методы получения азотоводородной смеси. Технология очистки и конверсии природного газа водяным паром и воздухом. Основные технологические схемы производства азотоводородной смеси.
Стадии получения аммиака из азота и водорода. Катализаторы синтеза аммиака. Выбор оптимальных условий процесса. Создание энерготехнологических и ресурсосберегающих схем синтеза аммиака.
Технология получения разбавленной и концентрированной азотной кислоты. Выбор оптимальных условий процесса. Современные технологические схемы производства.
Технология соляной кислоты. Физико-химические основы процесса. Регенерация хлороводорода из травильных растворов. Технологические схемы и перспективы их совершенствования.
2.2 Технология серной кислоты.
Значение серной кислоты и масштабы ее производства, принципы размещения установок. Сырье для получения кислоты: сера, колчедан, промышленные серосодержащие отходящие газы сульфиды, пирротин, сероводород, сульфаты. Технология производства сернистого газа. Утилизация тепла обжиговых газов.
Способы получения серной кислоты. Очистка и осушка обжигового газа. Контактное окисление диоксида серы. Выбор оптимального режима окисления. Технологический режим процесса. Промышленные схемы контактного узла. Абсорбция серного ангидрида. Абсорбционное отделение и его аппаратура. Схема двухстадийного окисления и абсорбции. Технологические схемы производства серной кислоты. Перспективы развития производства.
Нитрозный способ получения серной кислоты, принципиальная схема.
Основные требования, предъявляемые к промышленным катализаторам. Свойства. Общие факторы, определяющие активность катализатора. Состав контактных масс. Носители, активаторы, их роль. Контактные яды. Механизм отравления.
Классификация катализаторов по методам приготовления. Основные методы производства катализаторов: осаждение, пропитка, смешение, плавление, на основе цеолитов и др. Стадии производства.
2.3 Технология фосфорной кислоты
Кислородсодержащие кислоты фосфора. Фосфорная кислота. Физико-химические свойства. Фосфолеум. Применение фосфорной кислоты. Способы получения фосфорной кислоты. Физико-химические основы экстракционного способа получения фосфорной кислоты. Дигидратный, гемигидратный и ангидридный способы получения экстракционной фосфорной кислоты. Комбинированные способы получения экстракционной фосфорной кислоты. Перспективы развития производства.
Теоретические основы возгонки фосфора из фосфатов кальция. Производство фосфора электровозгонкой из фосфатов: технологические параметры, расходные коэффициенты, отходы производства, их утилизация.
Термический способ получения фосфорной кислоты. Физико-химические основы процесса. Технологические схемы и перспективы их совершенствования.
Тема 3 Производство щелочей
Неорганические щелочи и их применение. Способы производства каустической соды. Известковый, ферритный и электрохимический методы получения каустической соды. Физико-химические свойства. Применение. Сырье. Основные промышленны способы получения. Процессы и аппараты. Другие способы производства щелочей.
Тема 4 Технология неорганических солей.
Натрийсодержащие природные соли. Добыча и переработка натриевых солей. Способы производства кальцинированной соды. Аммиачный способ производства кальцинированной соды. Основные стадии производства. Пути интенсификации производства. Использование отходов содового производства.
Технология пищевой соды. Свойства, применение, очистка от примесей. Основные стадии производства гидрокарбоната натрия.
Классификация и виды фосфатов натрия. Применение, состав, физико-химические свойства.
Технология триполифосфата натрия. Способы производства триполифосфата натрия. Основные стадии производства. Технологические схемы и перспективы их совершенствования.
Технология моно-, ди-, три - и пирофосфата натрия и их применение. Способы их производства. Основные стадии производства солей ортофосфатов натрия. Технология реактивных фосфорных солей.
Технология сульфатов и сульфидов натрия. Применение, сырье, состав продукта. Способы их производства. Основные стадии производства. Технологические схемы и перспективы их совершенствования.
Методы получения хромсодержащих солей. Применение, сырье, состав продукта. Технология производства хромата и бихромата натрия. Физико-химические основы процесса хромсодержащих солей.
Тема | Название лабораторной работы | Содержание | Литература |
1 | 2 | 3 | 4 |
Химическая технология неорганических кислот | Анализ фосфатной муки и апатитового концентрата: | 1 характеристика методов анализа 2 подготовка необходимой посуды и оборудования; проведение анализа 3 расчет и анализ полученных результатов 4 определение достоверности результатов анализа 5 обсуждение результатов, оформление работы | [4], 210 - 217 стр. [5], 801 – 822 стр. [6], 314 – 342 стр. |
Получение экстракционной фосфорной кислоты | 1 характеристика метода 2 подготовка оборудования 3 расчет и подготовка серной кислоты в соответствии с нормой расхода 4 сборка установки 5 определение объема раствора разбавления; проведение процесса получения фосфорной кислоты (2–4 часа) 6 обработка проб пульпы: фильтрация, промывка осадка 7 анализ фильтрата 8 расчет коэффициента извлечения P2O5 9 обсуждение и оформление результатов. | [4], 227 - 241 стр. [5], 881 – 933 стр. [6], 254 – 295 стр. | |
Анализ смеси фосфорной и серной кислот | 1 характеристика методов анализа 2 подготовка необходимой посуды и оборудования; проведение анализа 3 расчет и анализ полученных результатов 4 определение достоверности результатов анализа 5 обсуждение результатов, оформление работы. | [4], 13 - 22 стр. [5], 886 – 920 стр. [6], 314 – 397 стр. | |
Разложение фосфата серной кислотой | 1 характеристика метода 2 подготовка оборудования 3 расчет и подготовка серной кислоты в соответствии с нормой расхода 4 сборка установки 5 определение объема раствора разбавления 6 проведение процесса получения фосфорной кислоты (2–4 часа) 7 обработка проб пульпы: фильтрация, промывка осадка; анализ фильтрата 8 расчет коэффициента извлечения P2O5 9 обсуждение и оформление результатов | ||
Производство щелочей | Получение едкого натра каустификацией содового раствора: | 1 характеристика процесса 2 изучение схемы установки для каустификации раствора 3 проведение процесса каустификации и отбор проб: - при одной концентрации содового раствора при разных температурах; - с разными концентрациями и одной температуре. | [3], 129 - 131 стр. [4], 399 – 410 стр. [6], 463 - 469 стр. |
Анализ проб на содержание Na2CO3 и NaOH | 1 обработка результатов и построение графической зависимости степени каустификации от: - температуры; - концентрации исходного содового раствора; 2 обсуждение результатов, оформление работы. |
СОДЕРЖАНИЕ СРС | ||||
№ | Вид СРС | Форма отчета | Вид контроля | Число часов |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Подготовка к лекционным занятиям | Рабочая тетрадь | Опрос по материалам лекции | 12 |
2 | Подготовка к лабораторным занятиям | Написание конспекта в тетради | Опрос по лабораторной работе | 8 |
3 | Составление отчета и защита лабораторных работ | Рабочая тетрадь | Опрос по лабораторной работе | 8 |
5 | Изучение дополнительных тем курса, не вошедших в аудиторные занятия | Написание конспекта в тетради | Устный опрос | 28 |
5 | Подготовка к промежуточному контролю | Лист ответа | Контрольная работа | 4 |
ИТОГО: | 60 |
Заочная форма обучения на базе общего среднего образования для специальности 050720 Химическая технология неорганических веществ - 2006 г
СОДЕРЖАНИЕ СРС | ||||
№ | Вид СРС | Форма отчета | Вид контроля | Число часов |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Подготовка к лекционным занятиям | Рабочая тетрадь | Опрос по материалам лекции | 12 |
2 | Подготовка к лабораторным занятиям | Написание конспекта в тетради | Опрос по лабораторной работе | 8 |
3 | Составление отчета и защита лабораторных работ | Рабочая тетрадь | Опрос по лабораторной работе | 8 |
5 | Изучение дополнительных тем курса, не вошедших в аудиторные занятия | Написание конспекта в тетради | Устный опрос | 42 |
5 | Подготовка к промежуточному контролю | Лист ответа | Контрольная работа | 4 |
ИТОГО: | 74 |
Темы для самостоятельного изучения студентов:
Тема 1 Введение
[3], 254 – 285 стр.; [5], 19 - 60 стр.; [6], 5 - 22 стр.
Возобновляемые и не возобновляемые источники сырья. Методы исследования свойств кислот и оснований.
Тема 2 Химическая технология неорганических кислот
[3], 7 - 69 стр.; [4], 13 - 173 стр.; [5], 881 - 971 стр.; [6], 22 - 314 стр.
1.1 Химия и технология азотной кислоты.
Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, другими методами. Методы получения водорода: газификация топлива, конверсия углеводородов, выделение из промышленных газовых смесей.
Современные методы получения азотоводородной смеси. Технология очистки и конверсии природного газа водяным паром и воздухом. Основные технологические схемы производства азотоводородной смеси.
Стадии получения аммиака из азота и водорода. Катализаторы синтеза аммиака. Технология получения разбавленной и концентрированной азотной кислоты. Выбор оптимальных условий процесса. Современные технологические схемы производства.
Технология соляной кислоты. Физико-химические основы процесса. Регенерация хлороводорода из травильных растворов. Технологические схемы и перспективы их совершенствования.
2.2 Технология серной кислоты.
Сырье для получения кислоты: сера, колчедан, промышленные серосодержащие отходящие газы сульфиды, пирротин, сероводород, сульфаты. Технология производства сернистого газа.
Способы получения серной кислоты. Очистка и осушка обжигового газа. Контактное окисление диоксида серы. Абсорбция серного ангидрида. Абсорбционное отделение и его аппаратура. Схема двухстадийного окисления и абсорбции. Технологические схемы производства серной кислоты.
Нитрозный способ получения серной кислоты, принципиальная схема.
Основные требования, предъявляемые к промышленным катализаторам. Свойства. Общие факторы, определяющие активность катализатора. Состав контактных масс. Носители, активаторы, их роль. Контактные яды. Механизм отравления.
Классификация катализаторов по методам приготовления. Основные методы производства катализаторов: осаждение, пропитка, смешение, плавление, на основе цеолитов и др. Стадии производства.
2.3 Технология фосфорной кислоты
Фосфолеум. Применение фосфорной кислоты. Способы получения фосфорной кислоты. Физико-химические основы экстракционного способа получения фосфорной кислоты. Дигидратный, гемигидратный и ангидридный способы получения экстракционной фосфорной кислоты. Комбинированные способы получения экстракционной фосфорной кислоты. Перспективы развития производства.
Теоретические основы возгонки фосфора из фосфатов кальция. Производство фосфора электровозгонкой из фосфатов: технологические параметры, расходные коэффициенты, отходы производства, их утилизация.
Тема 3 Производство щелочей
[3], 129 - 145 стр.; [4], 399 - 414 стр.; [6], 408 - 455 стр.
Известковый, ферритный и электрохимический методы получения каустической соды. Физико-химические свойства. Применение. Сырье. Основные промышленны способы получения. Процессы и аппараты. Другие способы производства щелочей.
Тема 4 Технология неорганических солей
[3], 69 - 98 стр.; [4], 347 - 364 стр.; [5], 98 – 138, 466 - 560 стр.; [6], 455 - 469 стр.
Способы производства кальцинированной соды. Аммиачный способ производства кальцинированной соды. Основные стадии производства. Пути интенсификации производства. Использование отходов содового производства.
Технология пищевой соды. Свойства, применение, очистка от примесей. Основные стадии производства гидрокарбоната натрия.
Технология моно-, ди-, три - и пирофосфата натрия и их применение. Способы их производства. Основные стадии производства солей ортофосфатов натрия. Технология реактивных фосфорных солей.
Технология сульфатов и сульфидов натрия. Применение, сырье, состав продукта. Способы их производства. Основные стадии производства. Технологические схемы и перспективы их совершенствования.
Методы получения хромсодержащих солей. Применение, сырье, состав продукта. Технология производства хромата и бихромата натрия. Физико-химические основы процесса хромсодержащих солей.
Выписка из рабочего учебного плана специальности |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.2/10 |
Выписка из рабочего учебного плана специальности
050720 –«Химическая технология неорганических веществ»
по дисциплине «Химическая технология неорганических кислот, оснований и солей»
№ | Форма обучения | Формы контроля | Объем работы студ. в часах | ||||||||||||
экз. | зач. | КП | КР | РГР | Контр. раб | всего | лек | пр. | лаб | СРСП | СРС | лек | пр. | лаб | СРС |
Общ | Ауд | СРС | |||||||||||||
1 | Очная на базе ОСО | 5 | 90 | 30 | 60 | Семестр 1 | Семестр | ||||||||
22,5 | - | 7,5 | 15 | 45 | |||||||||||
Литература
Основная литература
1. Атрощенко азотной кислоты. - М.: Химия, 1970г.
2. Дыбина по технологии неорганических веществ. - М.: 1967г.
3. Мухленов химическая технология (в 2-х частях). - М.: Высшая школа, 1991г.
4. Мельников неорганических веществ и минеральных удобрений.
5. Позин минеральных солей. – Л.: Химия, 1974г.
6. «Расчеты по технологии неорганических веществ» Л., 1977г.
Дополнительная литература
7. «Технология серной кислоты» М., 1983г.
8. , Основные процессы и аппараты химической технологии, М.; Химия,1973г.
9. М и др., Общая химическая технология, М., Высшая школа, 1985г.
10. «Руководство к практическим занятиям по технологии неорганических веществ» Л.: Химия, 1983г.
11. «Краткий справочник физико-химических величин» М., 1983г.
Лист изменений и дополнений к рабочей учебной программе дисциплины |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/33 |
Лист изменений и дополнений к рабочей программе дисциплины «Химическая технология неорганических веществ»
для студентов специальности 050720 Химическая технология неорганических веществ
на 2011 / 2012 учебный год
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры химии и химических технологий без изменений
"___"________ 2011 г., протокол № ___
Заведующий кафедрой _________ "___"________ 2011 г.
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФХТиЕ ____________ " ____ " _____2011г.
