microbik.ru
1


ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



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 151000

д.т.н. проф. В.В. Габов


_______________________

Зав. кафедрой АТПП

доц. А.А. Кульчицкий


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО И ПОПУТНЫХ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ»
Направление подготовки:151000 Технологические машины и оборудование
Профиль подготовки: Оборудование нефтегазопереработки
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составители:

Профессор каф. Ю.В. Шариков

Доц. каф. АТПП В.С. Леонтьев

Ассистент каф. Н.А. Романова

Ассистент каф. АТПП П.А. Петров

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1. Цели и задачи дисциплины:

Цель дисциплины – освоение студентами, обучающимися по профилю «Оборудование нефтегазопереработки», основ технологии нефтегазопереработки и машин для переработки нефти и газа. Эти знания служат основой для формирования профессионального инженерного уровня специалистов по оборудованию для переработки природного газа.
Задачи дисциплины – дать студентам понятия об основных принципах переработки газа, типах аппаратов, используемых в технологических процессах нефтегазопереработки, провести их классификацию, дать описание основных технологических схем переработки газа.
2. Место дисциплины в структуре ООП: Данная учебная дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла для подготовки по профилю «Оборудование нефтегазопереработки».

Для успешного усвоения дисциплины приобретения необходимых знаний, умений и компетенций к началу изучения дисциплины «Технология химической переработки природного и попутных нефтяных газов» студент должен обладать соответствующими знаниями, умениями и компетенциями, полученными им при освоении Учебных дисциплин: Математики, Физики, Химии, Информационных технологий, Экологии, Теоретической механики, Компьютерной графики, Гидравлики, Основ научных исследований, Моделирования процессов и объектов в химических технологиях, Теплотехники и нагревательных устройств, Инженерной графики, Материаловедения, Основ технологии машиностроения, Машин и аппаратов нефтегазопереработки, Процессов и аппаратов нефтегазопереработки и нефтехимии

Учебная дисциплина «Технология химической переработки природного и попутных нефтяных газов» является предшествующей для ряда учебных дисциплин по направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование», профилю подготовки «Оборудование нефтегазопереработки» и на основе знаний, умений и компетенций, приобретенных студентом в процессе ее освоения формируются соответствующие знания, умения и компетенции для последующих учебных дисциплин. К таким дисциплинам относятся: Насосы, компрессоры и коррозионная защита оборудования, Защита оборудования от коррозии, Реакторные процессы и оборудование в производствах, Процессы в агрегатах, машинах и оборудовании, Тепло- массообменные процессы и оборудование в процессах нефтегазопереработки, Моделирование и оптимальное управление процессами нефтегазопереработки
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Результаты освоения ООП бакалавриата определяются приобретаемыми выпускником компетенциями, т.е. его способностью применять знания, умения и личные качества в соответствии с задачами профессиональной деятельности. В результате освоения данной ООП бакалавриата выпускник должен обладать следующими компетенциями:

- на научной основе организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеть навыками самостоятельной работы (ОК-6);

- самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, выстраивание и реализация перспективных линий интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, способность с помощью коллег оценить свои достоинства и недостатки с необходимыми выводами (ОК-8);

выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения (ОК-11);

- участвовать в работе над инновационными проектами, используя базовые методы исследовательской деятельности (ОК-18);

- выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения (ПК-6);

- применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, применять способы рациональных сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в машиностроении (ПК-8);

- готов выполнять работы по стандартизации, технической подготовке к сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов, организовывать метрологическое обеспечение технологических процессов с использованием типовых методов контроля качества выпускаемой продукции (ПК-13)

- составлять заявки на оборудование и запасные части, подготавливать техническую документацию на ремонт оборудования (ПК-16);

- понимание основных тенденций развития соответственно - металлургических ма­шин и оборудования, оборудования нефтегазопереработки и торфяных машин и оборудования (ПКД-1);

- владение методами конструктивных решений при проектировании соответственно - металлургических машин и оборудования, оборудования нефтегазопереработки и торфяных машин и комплексов с учетом условий эксплуатации (ПКД-2);

Знать:

• Строение вещества, природу химических связей и механизм химических процессов;

• Технологические процессы переработки нефти и газа, свойства сырья и продукции;

•Типы используемых аппаратов и области их применения;

•Современные методы определения свойств перерабатываемых продуктов, необходимых для выбора и расчета аппаратов для построения технологической схемы.

Уметь:

• использовать технические средства для измерения основных параметров;

• Обосновывать оптимальные варианты технологического оформления процесса переработки газа с учетом экономических и экологических факторов.

Владеть:

• Навыками работы с отечественной и зарубежной литературой в т.ч. сведениями интернет-системы;

• Критически сопоставлять и анализировать существующие и перспективные технологии переработки нефти и газа;

• Навыками выбора оптимального варианта технологического оформления процесса;

• Навыками учета негативных последствий выбранной технологии и способов нейтрализации неблагоприятных воздействий на природу и человека.

• Понятийно-терминологическим аппаратом в области нефтегазопереработки.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

6

Аудиторные занятия (всего)

90

90

В том числе:

-

-

Лекции

36

36

Практические занятия (ПЗ)

54

54

Семинары (С)







Лабораторные работы (ЛР)







Самостоятельная работа (всего)

54

54

В том числе:

-

-

Курсовой проект (работа)







Расчетно-графические работы

20

20

Реферат

16

16

Другие виды самостоятельной работы

18

18

Домашнее задание

18

18

Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)




экзамен

Общая трудоемкость час

зач. ед.

144

144

5

5



5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Введение. Физическая переработка нефтяных нефти

Классификация и области применения машин и аппаратов газопереработки. Основные требования, применяемые к оборудованию

Использование и переработка заводских нефтяных газов. Общие сведения, характеристика газов. Некоторые физические свойства нефтяных нефти и газов. Подготовка нефти и газов к переработке. Сепарационные процессы обработки газа. Установка АГФУ. Осушка газа жидкими поглотителями, осушка газа, содержащего сероводород. Очистка газа от кислых компонентов. Хемосорбционная очистка газа. Очистка газа физическими поглотителями, очистка газа комбинированными растворителями. Абсорбционные процессы обработки нефтяных газов, технологические схемы установок. Разделение газов - основы ректификации, фракционирования, технологические схемы установок. Получение гелия.

Требования, применяемые к оборудованию для процессов газопереработки: пожаровзрывоопасное исполнение, способность работать при высоком давлении, стойкость против коррозии в условиях рабочих сред, наличие предохранительных устройств, предотвращающих разрушение аппарата при выходе процесса за пределы нормальных условий эксплуатации.


2.

Газы вторичных процессов переработки нефти. Пиролиз. Другие термические деструкционные процессы нефтехимии - коксование, термический крекинг. Газы, образующиеся при коксовании и термическом крекинге.


Пиролиз как основной целевой способ получения нефтяных газов. Сырье (включая газообразное) пиролиза, этан как сырье для получения чистого этилена. Условия проведения процесса. Газообразные продукты пиролиза -метан, этилен, пропилен, бутадиен, другие газы. Способы разделения газов пиролиза.

Сырье крекинга. Условия проведения процесса. Основные газовые фракции продуктов крекинга - пропан-пропиленовая, бутан-бутиленовая, их фракционный и химический состав. Выделение изобутана, бутана и бутенов для использования в нефтехимическом синтезе.

3.

Каталитические процессы


Каталитический крекинг.

Катализаторы, используемые в переработке газов.

Виды газового сырья (газы кат.крекинга и пиролиза, обогащенные олефинами). Условия проведения процесса. Фракционный и химический состав продуктов, зависимость от происхождения сырья. Каталитическая димеризация и полимеризация газообразных алкенов.

Каталитическое алкилирование газообразных алканов олефинами

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

4.

Использование нефтяных газов в производстве нефтепродуктов.

Использование нефтяных газов в нефтехимическом синтезе.

Этилен, его промышленное применение. Полимеризация (при высоком давлении, на катализаторах Циглера-Натты), сополимеризация с винилхлоридом. Галогенирование с получением растворителей, сырья в органическом синтезе, синтеза винилхлорида. Гидратация. Алкилирование бензола с получением этил бензола (сырье для синтеза стирола). Каталитические реакции с использованием этилена: Вакер-процесс, оксосинтез, получение винилацетата. Схемы превращений. Влияние природы катализатора, лиганда на выход и соотношение продуктов.

5.

Индивидуальные компоненты газовых смесей, имеющее наиважнейшее значение в промышленности

Пропилен, его промышленное применение. Полимеризация (при высоком давлении, на катализаторах Циглера-Натты). Гидратация (синтез изопропилового спирта). Алкилирование бензола и толуола. Каталитические реакции с использованием пропилена- оксосинтез, окисление (синтез акролеина), окислительный аммонолиз (синтез акрилонитрила). Схемы превращений. Влияние природы катализатора, лиганда на выход и соотношение продуктов.

Бутадиен, его промышленное применение. Олигомеризация и полимеризация (при высоком давлении, на катализаторах Циглера-Натты), сополимеризация со стиролом и акрил онитрил ом. Промышленные синтезы на основе бутадиена.

Бутены, изомеры. Промышленная переработка изобутилена - способ получения, выделения, использование в алкилировании аренов, алкенов и алканов, синтез трет.бутилового спирта. Бутен-1 и бутен-2 как сырье для получения бутадиена, малеинового ангидрида, бутиролактона, тетрагидрофурана, а-пирролидона. Бутаны как газовое топливо, как сырье в нефтехимическом синтезе. Окисление бутана (синтез уксусной кислоты), изобутан в алкилировании алкенами.

Ацетилен, его промышленное применение.

Водородсодержащий газ, источник получения. Химический состав, применение в нефтепереработке. Производство водорода, основные нефтехимические и органические процессы, использующие водород.

Сероводород, его содержание в нефти и нефтяных газах, способы получения в процессах нефтепереработки (гидроочистка, гидрообессеривание). Способы выделения из нефтяных газовых смесей. Переработка сероводорода в товарную серу и серную кислоту.



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

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

1.

Теплотехника и нагревательные устройства

+

+

-

-

-

2.

Термодинамика и теплопередача

+

+

-

-

-

3.

Механика жидкости и газа

+

+

+

+

+

4.

Конструирование и расчёт аппаратов отрасли

+

+

+

+

-

5.

Устройство, монтаж и ремонт машин и аппаратов нефтепереработки

+

+

+

+

-

6.

Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии

+

+

+

+

+

7.

Насосы, компрессоры и коррозионная защита оборудования

+

+

-

-

-

8.

Защита оборудования от коррозии

+

+

-

-

-

9.

Реакторные процессы и оборудование в производствах

-

+

+

+

+

10.

Процессы в агрегатах, машинах и оборудовании

-

+

+

+

+


5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1.

Введение. Физическая переработка нефтяных газов.

Классификация и области применения машин и аппаратов газопереработки. Основные требования, применяемые к оборудованию.

4

8







8

20

2.

Газы вторичных процессов переработки нефти. Пиролиз. Другие термические деструкционные процессы нефтехимии - коксование, термический крекинг. Газы, образующиеся при коксовании и термическом крекинге.

8

10







8

26

3.

Каталитические процессы


8

12







12

32

4.

Использование нефтяных газов в производстве нефтепродуктов.

Использование нефтяных газов в нефтехимическом синтезе.

8

12







10

30

5.

Индивидуальные компоненты газовых смесей, имеющее наиважнейшее значение в промышленности

8

12







14

34

Итого:

36

54







54

144


6. Лабораторный практикум. Не предусмотрен
7. Практические занятия (семинары)

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1.

1

Физические методы разделения. Решение задач.

8

2.

2

Расчет змеевика печи термического крекинга. Пиролиз. Решение задач.

10

3.

3

Каталитический крекинг. Каталитическое алкилирование. Решение задач.

12

4.

4

Использование нефтяных газов в нефтехимическом синтезе. Решение задач.

12

5.

5

Получение индивидуальных компонентов. Решение задач.

12

Итого:

54


8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Курсовой проект не предусматривается

Примерные темы рефератов:

1. Конструкция контактных устройств ректификационных и абсорбционных колонн

2. Конструктивное оформление процессов пиролиза, крекинга

3. Полимеры и применение полимеров в быту. Сополимеризация этилена с хлористым винилом. Катализатор Циглера-Натто.

4. Типы каучуков, их свойства, промышленный синтез.

5. каталитические реакции с использованием этилена. Оксосинтез. Waсker-процесс. Технология получения винилацетата.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

  1. Ахметов С.А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов; под ред. С.А. Ахметова. – СПб.: Недра, 2006. – 868 с.

  2. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1988, 516 с.

  3. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч.-2. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3-е изд., М.: Химия, 1980

  4. Процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособие для вузов / А. А. Захарова, Л. Т. Бахшиева, Б. П. Кондауров и др.; под ред. А. А. Захаровой. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 528 с.

  5. П.Г. Баннов. Процессы переработки нефти. Ч.2. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001, 415 с.


б) дополнительная литература

  1. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. - М., Химия, 2001 г.

  2. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 677 с.

  3. Жермен Дж. Каталитические превращения углеводородов. М.: Мир, 1972, 312 с.

в) программное обеспечение:

1. Windows XP.

2. Microsoft Office.

3. Программный продукт для инженерных расчетов и моделирования AspenONE, разработчик Aspentech, США.

4. Программный комплекс ReactOp, разработчик РНЦ «Прикладная Химия»
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Занятия по дисциплине проводятся в специально оборудованных аудиториях и с применением персональных компьютеров.

Компьютерный класс – ауд. 6502. В компьютерном классе установлены 12 компьютеров P4, лазерный принтер. На стенах вывешены наглядные пособия с основными программами по специальным дисциплинам. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием, а также выполняются курсовые и дипломные проекты по направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование». В классе одновременно могут заниматься до 18 человек, из них 12 человек непосредственно за компьютерами.

Аудитория 6103-6105. В аудитории расположены установка каталитического риформинга, установка с тарельчатой ректификационной колонной, установка а насадочной ректификационной колонной, кроме того имеется теплообменное оборудование различных конструкций. На стенах вывешены наглядные пособия с основными программами по специальным дисциплинам. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием, а также выполняются курсовые и дипломные проекты по направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование». В классе одновременно могут заниматься до 16 человек.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Для успешного изучения дисциплины студент должен посещать все занятия. Лекции читаются с использованием интерактивных средств обучения, практические и лабораторные работы выполняются на персональных компьютерах. В случае возникновения недопонимания материала, студент может воспользоваться методическими пособиями как по лекционному материалу, так и по практическим занятиям, а также посещать консультации преподавателей.

Задания студент выполняет самостоятельно на практических и лабораторных занятиях или дома. Следующее задание выдается только после защиты предыдущего. С целью промежуточной проверки знаний проводится контрольная работа. Студенты, пропускающие занятия, получают дополнительные домашние задания и пишут реферат.
Разработчики:

Горный университет




Профессор

каф. АТПП




Ю.В. Шариков

(место работы)




(занимаемая должность)





(инициалы, фамилия)



Горный университет




Доцент каф.

АТПП




В.С. Леонтьев

(место работы)





(занимаемая должность)





(инициалы, фамилия)


Горный университет




Ассистент

каф. АТПП




Н.А. Романова

(место работы)





(занимаемая должность)





(инициалы, фамилия)


Горный университет




Ассистент

каф. АТПП




П.А. Петров

(место работы)




(занимаемая должность)




(инициалы, фамилия)