Разработка открытого урока на тему „Получение уксусной кислоты“

Всероссийский фестиваль педагогического творчества

2015/2016 учебный год

Номинация: Педагогические идеи и технологии: профессиональное образование

Разработка открытого урока на тему

„Получение уксусной кислоты“

ГБПОУ Нижнекамский нефтехимический колледж

Предмет  МДК 02.01 Управление технологическими процессами производства

  органических веществ

Курс, специальность 4 курс, специальность 240113 «Химическая 

  технология органических веществ»

Дидактическая цель: Изучить получение уксусной кислоты.

Развивающая цель: Способствовать формированию логического мышления.

Воспитательная цель: Формировать знания о поддержании заданных параметров технологического процесса

Задачи: Актуализировать  знания о свойстве, применении уксусной кислоты. 

  Изучить получение уксусной кислоты.

Тип занятия: Комбинированный

Методические и дидактические материалы:

При подготовке к уроку

Самостоятельно разработанные

Рекомендованные

1. Химия и технология основного органического и

  нефтехимического синтеза. М.: Химия,2005,-592 с.:ил.

2. , , Технология органического

  синтеза. М.: Химия, 2003. 400 с.

3.  www. elektrolibrari. Info

На уроке

Самостоятельно разработанные

Рекомендованные

1. , , Технология органического

  синтеза. М.: Химия, 2003. 400 с.

Педагогическая технология  Компетентностный подход

ПК 2.1. Подготавливать исходное сырье и материалы.

ПК 2.2. Поддерживать заданные параметры технологического процесса.

ПК 2.3. Выполнять требования промышленной и экологической

безопасности и охраны труда.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации,

необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач,

профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии

в профессиональной деятельности.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий

в профессиональной деятельности.

№	Деятельность преподавателя	Деятельность учащихся
I этап	Оргмомент. Проверить присутствующих. Цель: Проверить домашнее задание. Актуализация знаний о свойствах уксусной кислоты. Задача: Оценить степень освоенности ранее изученного материала: окислительное дегидрирование метанола.  Актуализировать знания о свойствах и применении уксусной кислоты. (тест): Какая tкип. Формальдегида? 2.  Назовите исходное вещество ?+0,5О2 => HCHO+H2O 3.  Назовите побочные продукты при окислительном дегидрировании метанола? Гидрирование метанола является побочной реакцией, какие продукты образуются в ходе этой реакции? CH3OH +H2 => 4.  Какой катализатор используется в контактном аппарате, работающий под Р= 0,16 МПа 5.  Какая температура реакции во II стадии: превращение метанола в формальдегид? Карточки с ответами сдать на проверку Оценить.  Каждый правильный ответ-1балла От 0-2 баллов –оценка 2;   3 балла – оценка 3   4 балла – оценка 4   до 5 баллов – оценка 5 Историческая справка Уксус можно смело назвать самой популярной в мире приправой к пище. Во все пищевые культуры Запада и Востока, Старого и Нового Света, уксус вошел издавна и существует поныне. Ценность его подтверждается еще и тем, что традиционно уксус получали из того сырья, что было доступно: в Западной Европе и Центральной Азии – из винограда, в Англии – из ячменного солода, в Китае и Японии – из риса, в Америке – из тростникового сахара, на островах Океании – из кокосового молока. Считается, что впервые уксус был получен из финикового вина примерно 10 тысяч лет назад в Египте. В эпоху бурного развития науки и промышленности удешевление продукции встало во главу угла, что способствовало появлению органического синтеза. Так в 1898 г впервые была получена синтетическая уксусная кислота. СВОЙСТВА(опыты) Уксусная кислота имеет кислую среду, т. к. при погружении лакмусовой бумаги в уксусную кислоту, индекатор окрашивается в красный цвет. СН3СООН= СН3СОО-+Н+ Если добавить мел в укс кислоту выделяется СО2 2 H3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2 Запишите реакцию, которую вы видете на экране. При взаимодействии Znс укс кислотой выделяется водород. Запишите реакцию 2 H3COOH+Zn =(CH3COO)2 Zn + H2 Т крист укс кислоты 16,6 С Т кип 118С ПРИМЕНЕНИЕ Уксусная кислота и, соответственно, возможности ее применения в отдельных производствах, может различаться по степени концентрации. Делиться она на пищевую, то есть уксус (3-15%), и техническую – уксусную эссенцию (70-80%) и ледяную (100%).	Выполнить тестовое задание 1Какая tкип. Формальдегида? 2.Назовите исходное вещество ?+0,5О2 => HCHO+H2O 3.  Назовите побочные продукты при окислительном дегидрировании метанола? Гидрирование метанола является побочной реакцией, какие продукты образуются в ходе этой реакции?   CH3OH +H2 => 4.  Какой катализатор используется в контактном аппарате, работающий под Р= 0,16 МПа 5.  Какая температура реакции во II стадии: превращение метанола в формальдегид? Сдать карточки с ответами на проверку, Проверить правильность ответов Актуализировать знания о свойствах уксусной кислоты: Записывают свойства уксусной кислоты: Уксусная кислота имеет кислую среду, т. к. при погружении лакмусовой бумаги в уксусную кислоту, индекатор окрашивается в красный цвет. СН3СООН= СН3СОО-+Н+ Если добавить мел в укс кислоту выделяется СО2 2 H3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2 Запишите реакцию, которую вы видете на экране. При взаимодействии Znс укс кислотой выделяется водород. Запишите реакцию 2 H3COOH+Zn =(CH3COO)2 Zn + H2 Т крист укс кислоты 16,6 С Т кип 118С Актуализировать знания об  области применения уксусной кислоты, записать их.
№	Деятельность преподавателя	Деятельность учащихся
II этап	Изучение нового материала Цель: Изучить получение уксусной кислоты: способы получения, технологическую схему, реакционные узлы. (лекция +сотрудничество)   СПОСОБЫ  ПОЛУЧЕНИЯ: Уксусную кислоту можно получать следующими способами: Получение из метана Получение из этилена 3) Получение из бутана Наиболее перспективным является последний метод, так как бутан является компонентом природного газа и попутных нефтяных газов, а уксусная кислота получается в одну стадию. СХЕМА Окисление проводят в реакторе 1 из нержавеющей стали при температуре 160-1900С и давлением 4,8 МПа. Воздух подается в нижнюю часть реактора в таком количестве, чтобы содержание кислорода в отдувочном газене привышало 4 % об. Парогазовая смесь и непрорегировавшие углеводороды поступают в конденсационную систему 2-5, где утилизируется тепло с получением вторичного пара. Сконденсировавшиеся продукты возвращаются в зону реакции. Оксидат из реактора поступает в ректификационную колонну 7, где отделяются нейтральные кислородсодержащие продукты,  возвращаемые на доокисление в реактор 1. В колонне 11 происходит отделение воды и кислот С1-С4, а кубовый остаток колонны 9, пройдя блок выделения янтарной кислоты 10, поступает на повторное окисление. Товарные муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты выделяются азеотропной и обычной ректификацией (блок 13—15). Суммарный выход кислот С1—С3 и янтарной кислоты в расчете на превращенный бензин составляет 100—110%, причем в зависимости от технологии проведения процесса и применяемого сырья на долю уксусной кислоты приходится 60—75% от суммарного выхода товарных продуктов. Вопросы по схеме 1 Что будет, если увеличить подачу воздуха Р-1? 2Как отводиться тепло реакции 3 К какому процессу по тепловому эффекту относится реакция окисления бутана? 4. Как вы думаете влияет ли выбор времени реакции окисления на процесс? 5 Поссмотрите на схему и на реакцию процесса окисления бутана и назовите какие побочные продукты образуются при получении уксусной кислоты? 6 Что будет, если увеличить подачу пара в колонну К-6? РЕАКЦИОННЫЕ УЗЛЫ В качестве промышленных реакторов наибольшее применение получили барботажные колонны высотой до 10-15м и диаметром до 2-3 м. Поскольку карбоновые кислоты корродируют обычную сталь, для изготовления аппаратуры применяют алюминий, титан или некоторые легированные стали. Важным обстоятельством является способ отвода большого количества выделяющегося тепла.: За счет системы с внутренними теплообменниками, что усложняет конструкцию реактора. Более предпочтительны реакторы с выносными теплообменниками и циркуляцией жидкости через них. Еще выгоднее отводить тепло за счет испарения исходного углеводорода или растворителя, которые конденсируют из отходящего газа в обратном конденсаторе и возвращают в реактор. Дать задание на листах А4: Необходимо изучить реакционные узлы, записать  способы отвода тепла, выполнить задание, определить какой реакционный узел соответствует технологической схеме	Изучают получение уксусной кислоты. Записывают свойства уксусной кислоты: Изучают и записывают способы получения уксусной кислоты: 1)Получение из метана 2)Получение из этилена 3)Получение из бутана Изучают технологическую схему получения уксусной кислоты Окисление проводят в реакторе 1 из нержавеющей стали при температуре 160-1900С и давлением 4,8 МПа. Воздух подается в нижнюю часть реактора в таком количестве, чтобы содержание кислорода в отдувочном газене привышало 4 % об. Парогазовая смесь и непрорегировавшие углеводороды поступают в конденсационную систему 2-5, где утилизируется тепло с получением вторичного пара. Сконденсировавшиеся продукты возвращаются в зону реакции. Оксидат из реактора поступает в ректификационную колонну 7, где отделяются нейтральные кислородсодержащие продукты,  возвращаемые на доокисление в реактор 1. В колонне 11 происходит отделение воды и кислот С1-С4, а кубовый остаток колонны 9, пройдя блок выделения янтарной кислоты 10, поступает на повторное окисление. Товарные муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты выделяются азеотропной и обычной ректификацией (блок 13—15). Суммарный выход кислот С1—С3 и янтарной кислоты в расчете на превращенный бензин составляет 100—110%, причем в зависимости от технологии проведения процесса и применяемого сырья на долю уксусной кислоты приходится 60—75% от суммарного выхода товарных продуктов. Отвечают на вопросы: 1 Что будет, если увеличить подачу воздуха Р-1? 2Как отводиться тепло реакции 3 К какому процессу по тепловому эффекту относится реакция окисления бутана? 4. Как вы думаете влияет ли выбор времени реакции окисления на процесс? 5 Поссмотрите на схему и на реакцию процесса окисления бутана и назовите какие побочные продукты образуются при получении уксусной кислоты? 6 Что будет, если увеличить подачу пара в колонну К-6? Изучить реакционные узлы, записать  способы отвода тепла, выполнить задание: определить принцип действия реакционного узла и его название, определить какой реакционный узел соответствует технологической схеме. колонный реактор периодического действия с выносным охлаждением Колонный реактор непрерывного  действия каскад колонн с охлаждением за счет испарения Тарельчатая колонна
№	Деятельность преподавателя	Деятельность учащихся
III этап	Закрепление полученных знаний Цель:  Обобщить и освоить полученные знания. (ответы на тест + оценивание+получение информации об уровне усвоения материала) После ознакомления с теорией провожу опрос: Какая tкип.  уксусной кислоты? Получение уксусной кислоты окислением бутана является: При каких технологических параметрах проводят процесс окисления бутана? Какой окислитель используется в реакции окислении бутана?   5.Какой реакционный узел используется в    технологической схеме?	Выполнить тест: 1.Какая tкип.  уксусной кислоты? 2Получение уксусной кислоты окислением бутана является: 3При каких технологических параметрах проводят процесс окисления бутана? 4Какой окислитель используется в реакции окислении бутана? 5 Какой реакционный узел используется в технологической схеме??
IV этап	Рефлексия усвоенного материала, домашнее задание. Цель:. Повторение изученного материала, итоги занятия, домашнее задание Домашнее задание: 1) 173-174.   лекция	Записывают, отвечают.