ТЕМА 2. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВА И РЕАЛИЗАЦИИ ПРОДУКЦИИ
Раздел 2. Технология органических и неорганических веществ
Раздел 1. Общая химическая технология
Санкт-Петербург
Химической промышленности
СД.07.1
ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Специальность 080502(5) – Экономика и управление на предприятии
Рабочая программа составлена на основе Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования к содержанию и уровню подготовки выпускника по специальности 060800 (080502) Экономика и управление на предприятии (по отраслям) № 238 эк/сп от 17.03.2000 г. и в соответствии с рабочим учебным планом по специальности 060800 (5) (080502 (5)) Экономика и управление на предприятии химической промышленности, утвержденным ректором СПбГИЭУ 31 августа 2003 г. (с изменениями, приказ от 31.05.2006 г. № 1 – 158).
Составители:
канд. техн. наук, проф. Никитин Е.Е.
канд. хим. наук, доц. Васильев В.В.
Научный редактор
Заслуженный деятель науки РФ,
д-р экон. наук, проф. Садчиков И.А.
ОБСУЖДЕНО
на заседании кафедры экономики и менеджмента в нефтегазохимическом комплексе
28.03.2007 г., протокол № 12
ОДОБРЕНО
научно-методическим советом специальности
080502(5) - Экономика и управление на предприятии химической промышленности
28.03.2007 г., протокол № 12
Содержание разделов и тем дисциплины
Введение. Цель, объем и содержание дисциплины. Литература по дисциплине. Задачи дисциплины. Особенности химической технологии как науки и ее связь с другими науками. Основные понятия и определения. Роль химической промышленности в экономике страны.
Тема 1. Основные закономерности химико-технологических процессов
Условия ведения химических производственных процессов. Степень приближенности теоретических расчетов к практическим возможностям. Важнейшие поправочные условия: подготовленность сырья, фазовые состояния, обеспечение контакта, аппаратурные ограничения, экономические соображения.
Использование физических и химических закономерностей в химической технологии.
Обратимые и необратимые процессы. Равновесие в обратимых процессов. Принцип Ле-Шателье в химических обратимых процессах. Константа равновесия как количественная характеристика равновесия. Способы определения константы равновесия. Равновесие в массообменных процессах. Правило фаз. Закон распределения Генри. Технологические приемы повышения равновесного выхода продукта.
Скорость гомогенных и гетерогенных химико-технологических процессов. Скорости реакций и диффузионных стадий процессов. Способы определения скорости процессов. Основные формулы скорости процесса. Способы повышения движущей силы процесса. Константа скорости (коэффициент массопередачи). Способы увеличения поверхности раздела фаз гетерогенных систем.
Основные показатели химического производства: расходные коэффициенты, качество готового продукта, производительность и мощность аппаратуры, интенсивность процесса, производительность труда, себестоимость продукта. Принципы составления материального и энергетического балансов.
Тема 2. Каталитические химико-технологические процессы
Катализ гомогенный и гетерогенный. Типы важнейших каталитических процессов. Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. Активность и отравляемость катализаторов. Промышленные катализаторы. Активаторы. Носители (трегеры). Оптимальные технологические параметры каталитических процессов. Аппаратурное оформление гомогенных и гетерогенных каталитических процессов.
Тема 3. Вода в химической промышленности
Вода в природе. Характеристика важнейших природных вод. Вода – основной теплоноситель в промышленности. Технологическая вода. Вода как растворитель. Основные требования к воде – технологической, энергетической. Питьевой. Подготовка воды. Масштабы потребления. Оборотная вода. Организация снабжения водой промышленных предприятий.
Сточные воды. Важность проблемы. Методы очистки сточных вод, биологическая очистка. Замкнутые системы технологических стоков.
Тема 4. Сырье в химической промышленности
Сырье минеральное, растительное, животное. Организация разведки сырья. Основные методы добычи и подготовки сырья. Элементарные сведения о горной технике. Обогащение – важный метод подготовки сырья для химической промышленности. Флотация. Теоретические основы. Селективная флотация.
Повышенные требования к сырью. Полупродукты. Отходы производства. Вторичное сырье. Важнейшие виды вторичного сырья.
Тема 5. Топливо и энергия в химической промышленности
Топливо как основной источник энергии химических предприятий. Энергетика химических производств. Горючие ископаемые как важнейшее химическое сырье органической и неорганической технологии. Классификация топлив. Твердое, жидкое и газообразное топливо. Условия применения. Характеристика основных видов топлива – уголь, торф, сланцы, нефть, природный газ. Масштабы добычи и потребления топлива. Вопросы структуры добычи и потребления топлива. Решающая роль нефти и газа в темпах развития промышленности и транспорта.
Роль горючих ископаемых в производстве энергии и обеспечении сырьевой базы химических производств.
Современная оценка ресурсов и потребления различных видов горючих ископаемых. Состояние и перспективы добычи угля, нефти и газа.
Тема 6. Технология серной кислоты
Народнохозяйственное значение производства серной кислоты. Баланс сырья, сравнительная оценка серосодержащего сырья. Получение сернистого газа, очистка от примесей.
Контактный способ производства серной кислоты. Физико-химические основы процесса. Катализаторы. Контактные аппараты. Современные технологические схемы производства. Использование тепла в производстве серной кислоты.
Тема 7. Технология связанного азота
Ключевое значение технологии связанного атмосферного азота в производстве продовольствия. Альтернативные варианты перспективы решения связывания атмосферного азота. Структура современного производства аммиака из природного газа. Многоступенчатая схема приготовления и очистки азото-водородной смеси. Особенности циркуляционной схемы синтеза аммиака; физико-химические основы выбора оптимальных условий синтеза; катализаторы в производстве аммиака.
Современная технологическая схема производства азотной кислоты. Технологические решения, способствующие высокому выходу продукта. Физико-химические основы и аппаратурное оформление процессов селективного окисления аммиака, оксидов азота и их абсорбции.
Тема 8. Технология минеральных удобрений
Значение минеральных удобрений, их классификация. Технология азотных удобрений. Аммиачная селитра. Карбамид. Жидкие азотные удобрения, их свойства и агрономическая эффективность. Технико-экономические показатели установок производства азотных удобрений.
Масштабы производства фосфорных удобрений и кормовых фосфатов. Технология производства простого суперфосфата. Производство фосфорной кислоты. Технологические схемы производства двойного суперфосфата.
Калийные удобрения. Технологические схемы производства хлорида калия и бесхлорных удобрений.
Комплексные удобрения, их основные преимущества.
Микроудобрения и микроудобрения с добавкой микроэлементов.
Тема 9. Переработка углеродсодержащего сырья
Динамика использования нефти, природного газа и угля в качестве сырья химических производств. Переработка на синтез-газ, группы углеводородов.
Мировые запасы нефти, основные показатели распространенности и потребления нефти по странам. Основные целевые продукты нефтепереработки, их очистка. Первичные и вторичные процессы нефтепереработки. Глубокая переработка нефти с использованием каталитических процессов – основа ресурсосбережения и получения высококачественных моторных топлив, смазочных масел и широкого ассортимента сырья для микробиологического синтеза. Варианты схем переработки нефти. Современное представление о происхождении горючих ископаемых.
Тема 10. Технология основного органического нефтехимического синтеза
Производство непредельных углеводородов: этилен, пропилен и ацетилен. Выделение углеводородов из газообразных и жидких продуктов нефтепереработки.
Производство кислородосодержащих органических соединений. Оксосинтез. Производство метанола. Основные стадии процесса, катализаторы и аппаратурное оформление.
Производство этилового спирта.
Тема 11. Технология высокомолекулярных соединений
Пластмассы, каучуки, химические волокна и полимерные композиционные материалы как основные виды полимерных материалов. Доля полимерных материалов в валовой химической продукции индустриально развитых стран. Способы осуществления реакций полимеризации в газовой фазе, в растворе, в суспензии, в эмульсии и блочная полимеризация. Преимущества и недостатки этих способов. Промышленное получение полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида, а так же сополимеров на их основе. Сравнение различных технологических схем получения ПЭ (низкой и высокой плотности).
Поликонденсационные процессы и их технологическое оформление. Феноло-формальдегидные и мочевино-альдегидные, наволачные и резольные смолы. Кремнийорганические полимеры. Полиуретаны. Основные свойства и области их применения.
Химические волокна: искусственные на основе целлюлозы и синтетические. Основные приемы формирования волокон из растворов и расплавов. Свойства и области применения.
Производство синтетических каучуков. Каучуки специального назначения. Переработка каучука в резину.
Экологические аспекты производства полимерных материалов и изделий на их основе.
Тема 12. Наукоемкие технологии в химической технологии
Наукоемкие технологии – технологии будущего. Энерготехнологические процессы использования теплоты химических реакций, переработки углеводородного сырья. Атомные энерготехнологические схемы в нефтепереработке и нефтехимии. Плазмохимические процессы как направление химии высоких энергий. Биоинженерия – перспективное направление технологии. Современная биотехнологическая продукция, биотоплива. Использование сверхкритических сред. Создание наноматериалов.