МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН государственный университет имени Шакарима города Семей | ||
Документ СМК 3 уровня | УП КВ | УП КВ 042-18-10.1.78/01-2016 |
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА компонента по выбору | Редакция № 1 от 8.09.2016 г. |
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
компонента по выбору
«Основы технологических процессов в промышленности»
«5В060600 –Химия»
Кафедра | химии и химических технологий |
Курс | 3 |
Количество кредитов | 3 |
Всего часов | 135 |
Лекций | 30 |
Лабораторные занятия | 15 |
СРО | 90 |
Экзамен | 6 семестр |
Семей 2016
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Составитель
, ст. преподаватель _________ «__29___» ___06___2016 г.
2 ОБСУЖДЕНО
2.1 На заседании кафедры «Химии и химических технологий»
Протокол от «__29___» ___06___2016 года, № 14.
Заведующий кафедрой ______________
2.2 На заседании учебно-методического бюро инженерно-технологического факультета
Протокол от «__24___» ___08___2016 года, № 5/1.
Председатель ______________
3 УТВЕРЖДЕНО
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета
Протокол от «__8___» ___09___2016 года, № 1.
Председатель УМС, проректор по учебно-методической работе
______________
ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ
Содержание
1 | Пояснительная записка | 4 |
2 | Введение | 4 |
3 | Основные разделы дисциплины | 4 |
4 | Перечень тем практических занятий | 6 |
5 | Перечень тем самостоятельной работы обучающегося | 7 |
6 | Список рекомендуемой литературы | 7 |
Пояснительная записка:
Учебная программа компонента по выбору «Основы технологических процессов в промышленности» разработана для дисциплины каталога элективных дисциплин цикла базовых дисциплин, является документом, который определяет содержание, объем и порядок изучения дисциплины, включает перечень основных знаний, умений, навыков и компетенций, необходимых для освоения дисциплины, рекомендуемую литературу.
Цель дисциплины
- получение студентами фундаментальных знаний в области общей химической технологии.
Задачи дисциплины
- изучение химических превращений в условиях промышленного производства, освоение методов и привитие навыков определения комплекса свойств физико-химических систем, положенных в основу химического производства.
Компетенции (результаты обучения):
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать
- теоретические основы химической технологии (химико-технологическая система, химико-технологический процесс, типы реакторов и аппаратов, используемых в химической промышленности);
уметь:
- применять полученные теоретические знания по химической технологии на практике;
иметь навыки:
- применения полученных теоретических знаний по химической технологии на практике иметь представление об основных химических производствах неорганических веществ, взаимосвязи химической технологии, энергетики и экологии, об основных компонентах химического производства, об общих закономерностях химического производства;
быть компетентным:
-демонстрирует базовые знания в области общей химической технологии, исследовательские навыки.
Введение
Дисциплина «Основы технологических процессов в промышленности» рассматриваются вопросы об общих закономерностях химической технологии, наиболее типичных химико-технологических процессов и принципов расчета реакторов, принципов создания рациональных химико-технологических систем.
3. Основные разделы дисциплины
Технологические понятия и определения
Введение. Важнейшие технологические понятия и определения. Технология – наука о производствах, о тех методах и аппаратах, посредством которых исходные материалы превращают в предметы потребления или в средства производства. Технологию подразделяют на механическую и химическую. Производство неорганических веществ. Производство органических веществ. Техноэкономические показатели. Рентабельность производства характери-зуется низкой себестоймостью продукта при высоком качестве его, хороших условиях труда и надежной охране окружающей среды от вредных отходов производства. Эти показатели всегда рассматриваются в комплексе, и нельзя оценивать способ производства без учета одного из них.
Практическая целесообразность и рентабельность любого производства характеризуется техноэкономическими показателями:
Себестоймость продукции. Денежное выражение всех затрат данного предприятия на изготовление и сбыт продукции называется полной себестоймостью. Себестоймость продукта тем ниже, чем выше производительность труда. При выборе способа производства и технологической схемы этому показателю уделяется особое внимание, т. к. он определяет экономическую целесообразность процесса.
Расходные коэффициенты. Поскльку сырьё и топливо обычно главные статьи себестоймости, особо ценны способы производства, обеспечивающие низкие расходные коэффициенты по этим статьям и соответственно уменьшение отходов производства, загрязняющих окружающую среду. Комплексное использование сырья с переработкой всех его компонентов в ценные для народного хозяйства продукты – одно из средств снижения себестоймости.
Производительность и мощность аппарата. Максимально возможная производительность аппарата, достигаемая при оптимальных условиях работы, называется его мощностью.
Производительность труда. Качество готового продукта. Качество (состав и свойства) готового продукта характеризуется наличием в нем посторонних примесей. Балансы процесса производства. Материальный баланс. Тепловой баланс. Экономический баланс. Закономерности и методы химтехнологии.
Закономерности и методы химической технологии. Технологические приёмы ускорения и замедления реакций. Катализ. Классификация химико-технологического процессов. Технологический режим. Классификация технологического режима.
Энергетика и сырьё в химической промышленности
Виды и источники энергии, применяемые в химических производственных процессах. Перспективы использования различных энергоисточников в химических производствах. Тепловая энергия в химической промышленности. Ядерная энергия. Химическая энергия. Световая энергия.
Основные виды и ресурсы сырья. Принципы отбора средних проб. Обогащение минерального сырья, его значение и основные принципы. Сырье химической промышленности классифицируют по различным признакам. Минеральным сырье. Нерудное минеральное сырье. Горючее минеральное сырье. Сырье растительного и животного происхождения. Подготовка сырья. Обогащение твердого сырья. Схема воздушного сепаратора. Электромагнитное и электростатическое обогащение. Флотационное обогащение. Термическое обогащение. Химическое обогащение. Обогащение жидкого сырья. Значение воды в химической технологии. Промышленные и санитарные требования к воде.
Производственные процессы
Общие сведения о топливе. Методы переработки твёрдого топлива. Ожижение. Пиролиз. Коксование. Переработка коксового газа. Переработка твердого топлива. Методы высокотемпературной переработки твердого топлива. Переработка нефти и нефтепродуктов. Роль нефти в энергетическом балансе страны. Запасы нефти. Состав и свойства нефтей. Механизм крекинга. Термический, каталитический крекинг нефтепродуктов. Характеристика топлив и смазочных масел, очистка и стабилизация топлив.
Технология связанного азота. Методы фиксации атмосферного азота. Способы получения азотоводородной смеси. Синтез аммиака. Физико-химические основы процесса синтеза аммиака. Технологическая схема производства аммиака. Способы получения азотоводородной смеси.
Производство серной кислоты. Виды серосодержащего сырья. Физико-химические основы и схемы контактного способа производства серной кислоты, равновесные и кинетические условия, катализаторы. Контактное окисление сернистого газа. Поглощение серного ангидрида. Технологическая схема производства H2SO4.
Производство фосфора и фосфорных кислот. Виды и главные месторождения фосфатного сырья (апатиты и фосфориты). Процессы переработки природных фосфатов, их сущность и перспективы.
Технология солей и удобрений. Минеральные соли в сельском хозяйстве. Минеральные удобрения и их классификация. Основные процессы производства комплексных и концентрированных удобрений. Значение и перспективы производства жидких удобрений.
Технология солей и удобрений. Минеральные соли в сельском хозяйстве. Минеральные удобрения и их классификация. Основные процессы производства комплексных и концентрированных удобрений. Значение и перспективы производства жидких удобрений.
Производство алюминия. Свойства и применение алюминия. Общая схема производства алюминия. Способ Байера. Сухой щелочной способ.
Производство хлора и щелочи. Теоретические основы электролиза солевых растворов и расплавов. Производство хлора и едкого натра. Производство кальцинированной соды.
Технология органических соединений
Промышленный органический синтез, его развитие и значение. Сырьевая база и исходные вещества. Физико-химические основы процесса синтеза метанола. Катализаторы. Технологическая схема. Производство этилового спирта. Производство ацетилена и его переработка. Физико-химические основы процесса. Производство карбоновых кислот. Технологическая схема прямой гидратации этилена.
Технология высокомолекулярных соединений. Общие сведения о ВМС и способах их получения. Производство химических волокон. Производство искусственных волокон. Производство синтетических волокон. Сырьё, свойства и области применения.
Производство пластмасс. Основные типы пластмасс. Полимеризационные пластмассы. Полиэтилен. Поливинилхлорид. Полистирол. Фторопласты.
Производство каучуков. Общие характеристики каучуков. Натуральный и синтетический каучуки. Строение и свойства каучуков, принципы получения. Переработка каучука в резину. Свойства и применение резины.
4. Перечень тем практических занятий
1 Внутреняя энергия, энтальпия, теплота и работа. Основные формулировки первого начала термодинамики, его аналитическое выражение.
2 Теплоемкость идеального газа. Зависимость теплоемкости от температуры. Вывод и анализ уравнения Киргхофа.
3 Работа и теплота необратимого процесса. Формулировки второго закона термодинамики. Энтропия.
4 Уравнение изохоры и изобары. Влияние температуры и давления на смещение равновесия.
5 Термодинамическое обоснование и анализ уравнений, выражающих условия равновесия в многокомпонентных, двухкомпонентных и однокомпонентных гомогенных системах при постоянной температуре.
6 Гомогенные системы: экстенсивные и интенсивные свойства растворов. Парциальные мольные величины и методы их определения.
7 Давление пара над смесью взаимно нерастворимых жидкостей. Физико-химические основы перегонки растворов.
8 Зависимость электропроводности слабых и сильных электролитов от концентрации и температуры.
9 Применение измерения электропроводности для определения степени и констант диссоциации, произведения растворимости.
10 Физический смысл энергии активации и предэкспоненциального множителя согласно переходного состояния с опытными данными.
11 Законы Рауля.
12 Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем.
13 Отличия в поведении растворов электролитов и неэлектролитов.
14 Изотонический коэффициент и его связь со степенью диссоциации.
15 Диаграммы твердых растворов с расслаиванием.
5. Перечень тем самостоятельной работы обучающегося
1. Составление глоссария и решение задач по теме «Химическая термодинамика».
2. Составление глоссария и решение задач по теме «Химическая кинетика».
3. Составление глоссария и решение задач по теме «Гетерогенное равновесие».
4. Составление глоссария и решение задач по теме «Гомогенное равновесие».
6. Список рекомендуемой литературы
Основная литература
1 Основы химической термодинамики: учеб. пособие.- М.: Академия, 2003.- 464 с.
2 Задачи по химической термодинамике./Под ред. : Новосибирск, 2009. – 107 с.
3 Лекции по химической термодинамике. - Новосибирск: НГУ, 2004. – 256 с.
4. Музыкантов В. С., Бажин Н. М., Пармон В. Н., Булгаков Н. Н., Иванченко В. А. Задачи по химической термодинамике. - М.: Химия, 2001. – 120 с.
5. Курс физической химии. - М.: Химия, 1975. - 725с.
6. Сборник примеров и задач по физической химии. - М.: Высшая школа, 1991.-527 с.
Дополнительная литература
1. Физическая химия.- М.:Высшая школа, 1982. - 687с.
2. Физическая химия. /Под. ред проф. - М.:Высшая школа, 1982.-687 с.
3. Краткий справочник физико-химических величин. - С.-П.: «Иван Федоров», 2003.
4. Химическая термодинамика.- 3-е изд. – М.,1975.-584 с.
Интернет-ресурсы
http://physchem. chimfak. rsu. ru/Source/PCC/Termodyn_1.htm
http://fen. nsu. ru/posob/phys_ch/Termodynamika/index. html
http://fen. nsu. ru/posob/phys_ch/Chem_therm_Zadachnik_2009.pdf
