microbik.ru
  1 2 3

а) основная:


1. Соколов, Р. С. Химическая технология : учебное пособие для вузов: в 2 ч. / Р. С. Соколов. - М. : ВЛАДОС, - 2000, 2002, 2003 – Ч. 1-2.

2. Белоцветов, А. В. Химическая технология / А. В. Белоцветов, С. Д. Бесков, Н. Г. Ключников. - М. : Просвещение, 1976. - 319 с.

3. Решетников, П. А. Сборник примеров и задач по основам химической технологии / П. А. Решетников, Н. Я. Логинов. - М. : Просвещение, 1972. – 207 с.

б) дополнительная:


  1. Бесков, В. С. Общая химическая технология / В.С. Бесков. - М. : Академкнига, 2006. - 452 с.

  2. Кондауров, Б. П. Общая химическая технология / Б. П. Кондауров, В. И. Александров, А. В. Артемов. - М. : Академия, 2005. -332 с.

  3. Лакокрасочные материалы: Технические требования и контроль качества: справочное пособие / ред.-сост. М. И. Карякина. - М. : Химия, 1983. - 335 с.

  4. Нифантьев, Э. Е. Основы прикладной химии / Э. Е. Нифантьев, Н. Г. Парамонова. - М. : Владос, 2002. - 139 с.

  5. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для вузов : в 2 ч. / В. Г. Айнштейн [и др.]. - М. : Логос. - 2003. - Ч. 1-2.

  6. Химическая технология неорганических веществ: учебное пособие для вузов: в 2 ч. / Т. Г. Ахметов [и др.]. - М. : Высшая школа. 2002. – Ч. 1-2.


6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины:

Набор CD-, DVD-дисков и видеокассет с показом промышленных предприятий и технологических процессов химических производств, тестовые задания по промежуточному и текущему контролю знаний студентов.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Специализированная химическая лаборатория химической технологии и химии ВМС. Приборы: спектрофотометр СФ-26, рефрактометр ИФР-22, спектрометр «Avaspec» (Avantes, Нидерланды), весы аналитические, муфельная печь, специализированная посуда и оборудование для лабораторий, химические реактивы, модели молекул органических веществ, мультимедийный проектор с ноутбуком, компьютерный класс.



8. Методические рекомендации и указания по организации изучения дисциплины:

8.1. Методические рекомендации преподавателю:

Теоретический курс состоит из двух частей. Изучение отдельных химико-технологических процессов и производств базируется на общих теоретических основах химической технологии, которые излагаются в первой части лекционного курса и предшествуют рассмотрению конкретных технологических процессов. Здесь рассматриваются диффузионные процессы, тепло- и массообмен, химическое равновесие, рассматриваются факторы, влияющие на скорость химического процесса и состояние равновесия в системе. В этом же части даётся понятие о химических реакторах, их типах, рассматриваются различные виды технологических схем.

Во второй части лекционного курса изучаются важнейшие химические производства. При изучении производств студенты должны ознакомиться с физико-химическими и технологическими свойствами целевого продукта, сырьевыми и энергетическими ресурсами для его производства, усвоить теоретические основы изучаемого процесса и на этой базе рассмотреть технологическую схему производства с позиций соблюдения оптимального технологического режима и отдельных его стадий. При этом даётся представление о технико-экономических показателях производства, области применения полученного продукта и требованиях по охране окружающей среды.

На лекциях необходимо демонстрировать упрощённые схемы аппаратов, технологические схемы производств, отмечать преимущества и недостатки рассматриваемых процессов и аппаратов.

На лабораторно-практических занятиях студенты выполняют экспериментальные работы по изучению типовых химико-технологических процессов на установках, моделирующих, по возможности, производственные и включать работы по всем основным разделам курса: подготовке и анализу сырья, проведению типовых процессов неорганической и органической технологии (гомогенных и гетерогенных, некаталитических и каталитических, электрохимических). Здесь необходимо закрепить и углубить знания, полученные в лекционном курсе, приобрести практические навыки в проведении исследования и обработке полученных результатов опыта. Лабораторный практикум должен способствовать выработке у студентов умения конструировать простейшие лабораторные установки и приборы для иллюстрации отдельных стадий технологических процессов на уроках, правильно планировать и проводить технологический эксперимент.

Перед выполнением лабораторной работы студенты знакомятся с литературой по заданию преподавателя и сдают коллоквиум по соответствующему разделу курса. При выполнении работы изучается влияние на показатели изучаемого процесса технологических факторов, режима и аппаратурных параметров: выход продукта, скорость процесса, селективность и др. Теоретическую часть выполненной работы, включая физико-химические основы процесса, схему лабораторной установки и краткое описание методики проведения эксперимента, полученные результаты и необходимые расчёты студенты отражают в индивидуальном отчёте.

Промежуточный срез знаний проводится письменно (контрольные работы) и (или) тестированием, для чего разработаны тестовые задания. Тестирование проводится в компьютерном классе с использованием специальной программы. Задания находятся на сайте ТГПУ. Тестирование может проводиться студентами в качестве самостоятельной подготовки, как по отдельным темам, так и по семестрам. Шестой семестр заканчивается зачетом. Седьмой семестр заканчивается экзаменом.

Заключительным этапом в изучении курса прикладной химии является ознакомительная производственная практика, проводимая в форме производственных экскурсий. На практике студентам предоставляется возможность наглядно ознакомиться с химическими производствами и расширить свой технологический кругозор, получить наглядное представление об аппаратурном оформлении производственных процессов, принципами организации и экономики производства. За время прохождения технологической практики у студента должны быть выработаны умение быстро ориентироваться в любом химическом производстве и навыки в организации и проведении производственных экскурсий с учащимися средней школы.
8.2. Методические указания для студентов:

8.2.1 Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы:

Задачи:

  1. Составить материальный баланс получения одной тонны сульфата аммония в процессе нейтрализации серной кислоты аммиаком, если: аммиак – газ, содержащий 4% (вес) примесей; степень использования аммиака – 97%; производственные потери аммиака – 2% (вес); серная кислота – 60%-ной концентрации; степень использования серной кислоты – 99%; производственные потери серной кислоты – 0,5%.

  2. Составить материальный баланс получения одной тонны оксида серы (IV) в процессе сжигания сероводорода в производстве серной кислоты по способу «мокрого катализа», если: сероводород – газ, содержащий 4% (вес) примесей; степень использования сероводорода – 98%; производственные потери сероводорода – 3% (вес); коэффициент избытка воздуха – 1,6.

  3. Составить материальный баланс получения одной тонны оксида серы (VI) в процессе окисления сернистого газа кислородом воздуха в производстве серной кислоты контактным способом, если: сернистый газ содержит 4% (вес) примесей; степень использования сернистого газа – 98%; его производственные потери – 3% (вес); коэффициент избытка воздуха – 1,7.

  4. Составить материальный баланс получения одной тонны оксида азота (II) в процессе окисления аммиака кислородом воздуха при производстве азотной кислоты, если: аммиак – газ, содержащий 4% (вес) примесей; степень использования аммиака – 98%; его производственные потери – 3% (вес); коэффициент избытка воздуха – 1,7.

  5. Составить материальный баланс получения одной тонны оксида серы (II) при окислительном обжиге пирита в производстве серной кислоты контактным способом, если: пирит – содержит 4% (вес) примесей; степень использования серы в пирите – 98%; его производственные потери – 3% (вес); коэффициент избытка воздуха – 1,5.

  6. Составить материальный баланс получения одной тонны сульфата аммония при нейтрализации серной кислоты аммиаком, если: аммиак – газ, содержащий 4% (вес.) примесей; степень использования аммиака – 97%; производственные потери аммиака – 2% (вес); серная кислота – 70%-ной концентрации; степень использования серной кислоты – 95%; производственные потери серной кислоты – 1,5%.

  7. Сколько литров 60%-ного олеума (по массе) необходимо взять для приготовления 10 литров 98-ной серной кислоты (плотность 1840 кг/ м³) и сколько воды потребуется для разбавления олеума?

  8. Определить объём (н.у.) оксида серы (IV), необходимый для получения в контактном аппарате 300 тонн 98%-ной серной кислоты, если степень превращения оксида серы (IV) составляет 97%, а степень поглощения оксида серы (VI) – 96%?

  9. На обогатительной фабрике флотации подвергается руда, содержащая 1,5% меди. При флотации 4-х тонн исходной руды получено 480 кг концентрата, содержащего 7% меди. Определить выход концентрата, степень извлечения меди, степень концентрации при обогащении.

  10. Какой объём (н.у.) оксида серы (IV), необходим для получения в контактном аппарате 200 тонн 96%-ной серной кислоты, если степень превращения оксида серы (IV) составляет 98%, а степень поглощения оксида серы (VI) – 97%?

  11. Из 600 кг серного колчедана, содержащего 42% серы, получено 780 кг 20%-ного олеума. Определить выход продукта в расчёте на моногидрат серной кислоты.

  12. Сколько тонн 80%-ной серной кислоты получится из 1,5 тонн колчедана, содержащего 46% серы? Степень использования серы при обжиге – 98%. Степень использования оксида серы (IV) – 99%.

  13. На синтез поступило 600 кг аммиака, из которого получено 2000 литров 65%-ной азотной кислоты. Определить выход азотной кислоты, если плотность её составляет 1400 кг/м³?

  14. На складе имеется 500 кг 18%-ного олеума; а) сколько такого олеума соответствует 94%-ной серной кислоты? б) сколько 18%-ного олеума и оксида серы (VI) понадобится для приготовления 1 тонны 24%-ного олеума?

  15. В смесителе перемешивают 90%-ную серную кислоту с 60%-ной в соотношении 2:1 (по массе). Какой концентрации кислота получилась? Какому количеству олеума 60%-ной концентрации (по массе) соответствует 1 тонна такой кислоты?

  16. Какой объём (н.у.) оксида серы (IV), необходим для получения в контактном аппарате 200 тонн 96%-ной серной кислоты, если степень превращения оксида серы (IV) составляет 98%, а степень поглощения оксида серы (VI) – 97%?

  17. Из 600 кг серного колчедана, содержащего 42% серы, получено 780 кг 20%-ного олеума. Определить выход продукта в расчёте на моногидрат серной кислоты.


Вопросы:

              1. Прикладная химия. Химическая технология. Процессы и аппараты химических производств. Взаимосвязь существа этих научных дисциплин. Роль прикладной химии среди других химических наук и её значение в преподавании химии в школе.

              2. Основные термины, закономерности и понятия в химической технологии. Технико-экономические показатели в производстве. Качество продукции.

              3. Технологические основы процессов – оптимизация условий протекания химических реакций. Значение основных параметров: температура, давление, концентрации реагентов и продуктов их превращения, выбор катализатора. Принцип Ле-Шателье и его важная роль в химико-технологических процессах.

              4. Основы конструирования аппаратов химических производств. Массообменные процессы. Основное уравнение процессов и аппаратов химических производств. Критерии подобия. Теория подобия. Типовое оборудование химических производств (примеры).

              5. Устройство и принцип действия типовых аппаратов, входящих в технологические схемы производств: кожухотрубный теплообменник, циклон, электрофильтр, поглотительная колонна, реактор кипящего слоя и др.

              6. Сырьё. Вода. Классификация сырья подготовка сырья к переработке. Технологическое оборудование для этих процессов.

              7. Физико-химические методы обогащения сырья. Флотация. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса.

              8. Водоподготовка. Требования, предъявляемые к питьевой воде и используемой в промышленных целях. Очистка питьевой воды. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса.

              9. Жёсткость воды. Способы её устранения. Физико-химические основы очистки. Борьба с накипью в промышленности. Очистка сточных вод. Экологические основы водопользования. Контроль.

              10. Технический анализ воды. Методика выполнения лабораторной работы. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса проведения анализов.

              11. Способы выражения концентрации растворов. Доказать своё умение перехода из одного вида выражения концентрации в другой.

              12. Сера. Её нахождение в природе. Сырьевые источники для получения серной кислоты. Подготовка сырья к переработке. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса производства серной кислоты из серы.

              13. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса окислительного обжига пирита в производстве серной кислоты контактным способом.

              14. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса специальной очистки обжигового газа в производстве серной кислоты контактным способом.

              15. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) в производстве серной кислоты контактным способом.

              16. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса поглощения серного ангидрида в производстве серной кислоты контактным способом.

              17. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса производства серной кислоты по способу «мокрого катализа». Принципиальные основы промышленного способа производства серной кислоты нитрозным способом.

              18. Лабораторный способ получения серной кислоты. Аналитическая оценка общего соответствия и различия в проведении отдельных стадий процесса в сравнении с промышленными способами получения серной кислоты.

              19. Азот, его нахождение в природе. Сырьевые источники для получения аммиака и азотной кислоты. Связанный азот. Теоретические основы получения соединений азота с другими химическими элементами. Энергетические затраты на получение соединений азота.

              20. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса синтеза аммиака.

              21. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения слабой азотной кислоты по комбинированному способу

              22. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса окисления аммиака кислородом воздуха.

              23. Теоретические основы процесса получения диоксида азота и его димера в производстве азотной кислоты. Аппаратурное оформление.

              24. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса поглощения нитрозных газов водой.

              25. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса производства азотной кислоты прямым синтезом.

              26. Лабораторный способ получения азотной кислоты. Аналитическая оценка общего соответствия и различия в проведении отдельных стадий процесса в сравнении с промышленными способами получения азотной кислоты.

              27. Концентрирование разбавленной азотной кислоты. Принципиальные различия и соответствие отдельных стадий в процессах получения азотной кислоты по комбинированному способу и прямым синтезом.

              28. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения аммиачной селитры.

              29. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения мочевины.

              30. Теоретические основы и аппаратурное оформление производства простого и двойного суперфосфата. Получение сульфата аммония – схема лабораторной установки, методика выполнения.

              31. Силикаты. Виды, химический состав, свойства силикатных материалов, сырьевые источники для производства, значение в народном хозяйстве.

              32. Керамика. Виды. Технология производства изделий из керамики.

              33. Кирпич. Технология изготовления, оборудование, виды кирпичных изделий.

              34. Стекло. Физико-химические основы и аппаратурное оформление процесса варки стекла. Способы изготовления изделий из стекла..

              35. Вяжущие. Сырьё для производства. Технология и оборудование для производства извести.

              36. Цемент. Сырьевые источники для получения цемента. Технологические основы и оборудование. Физико-химические основы процессов при твердении бетона, Виды изделий из бетона, перспективы развития отрасли.

              37. Лабораторный способ получения стекла.

              38. Электролиз. Законы Фарадея. Физико-химические основы процесса. Необходимые и достаточные условия для осуществления электролиза. Принципиальное устройство электролизёра.

              39. Теоретические основы и аппаратурное оформление электролиза водного раствора хлорида натрия.

              40. Теоретические основы и аппаратурное оформление электролиза расплава хлорида натрия.

              41. Электрохимическое получение алюминия. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса.

              42. Электролиз водного раствора хлорида натрия в лабораторных условиях. Схема лабораторной установки. Электрохимические процессы. Методика расчёта выхода по току при получении водорода.

              43. Металлургия. Способы производства металлов и сплавов. Сырьевые источники. Месторождения.

              44. Чугун и сталь. Доменный процесс. Подготовка шихты. Агломерация.

              45. Устройство домны. Физико-химические основы процесса. Продукты доменного производства.

              46. Теоретические основы и аппаратурное оформление мартеновского производства.

              47. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения конверторной стали.

              48. Разливка стали. Получение стали в электрических печах. Преимущества и недостатки различных способов получения стали.

              49. Твёрдое топливо. Виды, элементный состав, происхождение, месторождения. Устройство топки для сжигания твёрдого топлива.

              50. Коксование. Подготовка сырья. Устройство коксовой батареи. Технология коксохимического производства.

              51. Улавливание коксового газа и его переработка.

              52. Технический анализ твёрдого топлива – методика выполнения лабораторной работы.

              53. Аналитическая оценка производства электрической и тепловой энергии, полученной на тепловых электростанциях с альтернативными способами производства энергии.

              54. Нефть и её значение в народном хозяйстве. Состав нефти, её происхождение, Элементный состав. Месторождения. Экономика.

              55. Подготовка нефти у переработке. Прямая гонка нефти.

              56. Каталитический риформинг. Физико-химические основы процесса.

              57. Крекинг. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса.

              58. Перегонка нефти – схема лабораторной установки, методика выполнения работы. Ректификация. Устройство и принцип работы ректификационной колонны.

              59. Основной органический синтез. Связь его с нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленностью. Производство водорода, синтез-газа конверсией метана.

              60. Теоретические основы и аппаратурное оформление производства метанола.

              61. Теоретические основы и аппаратурное оформление производства этилового спирта из пищевых продуктов. Получение этанола гидролизом древесины

              62. Теоретические основы и аппаратурное оформление производства этилового спирта из этилена.

              63. Промышленные способы получения уксусной кислоты. Теоретические основы и аппаратурное оформление.

              64. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения уксусной кислоты из карбида кальция в лабораторных условиях.

              65. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса производства полиэтилена.

              66. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса производства полипропилена.

              67. Производство пластмасс.

              68. Пиролиз древесины в лабораторных условиях Продукты перегонки. Методика выполнения работы.

              69. Контроль и автоматическое регулирование параметров технологических процессов (температура, давление, концентрации реагентов и продуктов). Используемые для этих целей устройства, приборы, оборудование и принцип их действия.


8.2.2. Примерная тематика рефератов, курсовых работ:

1. Использование принципа Ле-Шателье в осуществлении химико-технологических процессов на примерах изучаемых производств.

2. Перспективы повышения энергоэффективности за счет использования в строительной отрасли новых теплоизоляционных материалов из минерального сырья.

3. Базальтовое волокно – теплоизоляционный материал 21-го века.

4. Строительство атомной электростанции на Томской земле – «за» и «против».

5. История становления Томского нефтехимического комбината и перспективы его развития.

6. Сибирский химический комбинат – вчера, сегодня, завтра…

7. Сырьевые богатства Томской области и перспективы их освоения.

6. Физико-химические основы технология получения ядерного горючего.

7. Технологическое обеспечение и аналитический контроль водоподготовки на Томской ГРЭС-2.

8. Повышение механической прочности при армировании ячеистого бетона базальтовыми волокнами.
8.2.3. Примерный перечень вопросов к экзамену:

Экзаменационные билеты составляются комбинацией трёх вопросов из нижеследующих трёх групп, включающих в свою очередь 19 вопросов каждая.

1 группа:

  1. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса обжига колчедана.

  2. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса окисления аммиака.

  3. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса поглощения

  4. Прямая гонка нефти.

  5. Комбинированный способ получения слабой азотной кислоты.

  6. Специальная очистка обжигового газа в производстве серной кислоты контактным способом. Устройство электрофильтров и промывных башен.

  7. Производство химических волокон. Их классификация, стадии процесса производства, применение.

  8. Производство концентрированной азотной кислоты прямым синтезом.

  9. Выплавка стали в мартеновских печах. Физико-химические основы мартеновского производства.

  10. Производство этилового спирта гидролизом древесины.

  11. Устройство домны. Физико-химические основы доменного производства.

  12. Производство серной кислоты по способу «мокрого катализа».

  13. Электролиз водного раствора хлорида натрия. Теоретические основы. Аппаратурное оформление процесса.

  14. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса синтеза аммиака.

  15. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса производства аммиачной селитры.

  16. Вяжущие вещества. Производство и применение извести и цемента. Физико-химические основы процессов.

  17. Производство кирпича (сырьё, подготовка, обжиг, виды, свойства).

  18. Каталитический риформинг.

  19. Коксование каменных углей. Подготовка шихты. Устройство батареи коксовых печей.

2. группа:

  1. Улавливание прямого коксового газа.

  2. Сырьё и его подготовка в производстве серной кислоты.

  3. Производство метанола.

  4. Производство стекла. Сырьё, состав, свойства, физико-химические основы процесса производства. Способы получения изделий из стекла.

  5. Получение ацетилена в производстве уксусной кислоты.

  6. Производство простого и двойного суперфосфата.

  7. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса поглощения серного ангидрида в контактном способе получения серной кислоты.

  8. Конверсия метана.

  9. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения метанола.

  10. Твёрдое топливо.Элементный состав, свойства. Условия сжигания. Устройство топки. Преимущества и недостатки.

  11. Газообразное топливо. Состав, свойства, преимущество использования по сравнению с твёрдым топливом.

  12. Виды твёрдого топлива и их происхождение. Нефть и её назначение. Важнейшие угле- и нефтеносные районы. Перспективы дальнейшего использования.

  13. Обогащение сырья. Флотация, Устройство и принцип действия флотационных машин Физико- химические основы процесса.

  14. Виды сырья. Подготовка минерального сырья к переработке. Аппаратурное оформление.

  15. Получение алюминия электролизом.

  16. Аппаратурное оформление процесса, Физико-химические основы.

  17. Каталитический крекинг нефтепродуктов.

  18. Кислородно-конверторный способ производства стали. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса.

  19. Теоретические основы и аппаратурное оформление процесса получения мочевины.

3 группа:

  1. Оценка эффективности процессов (степень извлечения, степень обогащения, превращения, контактирования, выход продукта).

  2. Контроль и автоматическое регулирование химико- технологических процессов.

  3. Значение воды в народном хозяйстве. Характеристика промышленных и питьевых вод.

  4. Принцип применения катализаторов и увеличение поверхности соприкосновения фаз для ускорения химической реакции.

  5. Продукты переработки нефти и их краткая характеристика.

  6. Промышленность основного органического синтеза и её связь с нефте химической промышленностью.

  7. Борьба с накипью в промышленности.

  8. Задачи курса прикладной химии (химической технологии) в подготовке учителя химии.

  9. Временная жёсткость воды и способы её устранения.

  10. Принципы химической технологии (комплексное использование сырья, противоток при теплообменных процессах, оборотное водоснабжение и др.) с приведением конкретных примеров из известных производств.

  11. Получение пластмасс на основе поликонденсационных смол (фенолформальдегидные смолы).

  12. Разливка стали.

  13. Принципы химической технологии (непрерывность процессов производства, разделение процесса на стадии и др.) с приведением конкретных примеров из известных производств.

  14. Постоянная жёсткость воды и способы её устранения. Очистка промышленных сточных вод.

  15. Производство метилового спирта.

  16. Производство этилового спирта.

  17. Производительность и интенсивность процесса, аппарата, мощность.

  18. Основные экономические показатели производства: производительность труда и себестоимость продукта, их связь с техническими показателями – выходом продукта, производительностью аппарата.

  19. Подготовка сырья к переработке – последовательность технологических операций и применяемые машины и аппараты.


Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 050101.65 «Химия».
Программу составил: к.т.н., с.н.с., доцент кафедры органической химии _____________ Ситников А.С.
Программа учебной дисциплины утверждена на заседании кафедры органической химии протокол № ___ от _____________года.

Зав. кафедрой органической химии _____________________ Полещук О.Х.
Программа учебной дисциплины одобрена методической комиссией биолого-химического факультета ТГПУ протокол № _ от _____________ года.
Председатель методической комиссии биолого-химического факультета

________________________ И.А. Шабанова
Согласовано:

Декан БХФ _____________________ Минич А.С.



<< предыдущая страница