Технология Производства Отрасли

1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цель преподавания дисциплины: овладение теоретическими основами, методологией автоматизированного расчета и выбора основного технологического оборудования химической промышленности, приобретение практических навыков и изучение особенностей технологических процессов, их математического моделирования и способов управления.
1.2. Задачи изучения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
- о физическом и математическом моделировании;
- об основных разделах и задачах химической промышленности;
- о новейших открытиях естествознания, перспективах их использования для построения технических устройств;
- о месте и роли своей профессиональной деятельности с учетом взаимодействия с окружающей средой;
знать и уметь использовать:
- основные физические и химические законы и методы физического и химического исследования;
- закономерности поведения механических систем под действием сил различной природы;
- принципы работы, устройство и методики расчета оборудования для основных технологических процессов химической промышленности;
- принципы создания автоматизированных систем расчета химического оборудования и автоматизированных справочников;
свободно владеть:
- методами анализа результатов физических и химических экспериментов;
- способами статического кинематического и динамического анализа механических систем;
иметь опыт:
- оценки численного порядка величин, характерных для различных разделов естествознания;
- выбора методики расчета химического оборудования и соответствующих программных средств.
1.3. Перечень дисциплин, с указанием разделов (тем), усвоение которых студентам необходимо для изучения данной дисциплины:
- Неорганическая, органическая и физическая химия;
- Процессы и аппараты химических производств;
- Теплотехника;
- Гидравлика;
- Программные и аппаратные средства АРМ инженера-механика;
- Прикладное программирование.
2. Содержание дисциплины
2.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах каждого из видов аудиторных учебных занятий.
1. Введение. Задачи курса. Значение химической промышленности для технического прогресса и удовлетворения потребностей населения. Исторические сведения о развитии химической промышленности в России. Основные направления в развитии химической техники: интенсификация технологических процессов и работы оборудования, механизация, автоматизация, замена периодических процессов непрерывными. Качество и себестоимость продукции.
Лекции - 2 часа
Лабораторные занятия - 2 часа
2. Основы химико-технологических процессов. Классификация и характеристика химико-технологических процессов и схем. Типы химико-технологических процессов по характеру химического превращения, состояния равновесия и возможности его смещения. Классификация по параметрам технологического режима, по степени перемешивания. Равновесие в технологических процессах и выход продукта. Оценка возможности смещения равновесия в химико-технологическом процессе. Применение принципа Ле-Шателье для оценки влияния изменения условий на равновесие в гомогенных и гетерогенных процессах. Выход продукта и способы его увеличения. Скорость технологических процессов. Способы увеличения скорости процесса. Технологические расчеты, материальный и энергетический балансы.
Лекции - 4 часа
Лабораторные занятия - 4 часа
3. Некаталитические процессы. Гомогенные процессы. Закономерности гетерогенных процессов. Процессы и реакторы для систем: газ-жидкость, твердое -жидкость, газ - твердое, твердое - твердое, жидкость - жидкость.
Лекции - 6 часов
Лабораторные занятия - 6 часов
4. Каталитические процессы и реакторы. Катализ. Общие закономерности каталитических процессов. Основные свойства промышленных катализаторов (активность, производительность, температура зажигания, избирательность, отравляемость, прочность, износоустойчивость. Классификация каталитических процессов. Особенность гомогенного катализа (ионный, радикальный и молекулярный), механизмы катализа. Гетерогенный катализ. Стадии гетерогенного катализа на примере окисления диоксида серы на твердом катализаторе. Состав контактных масс и методы изготовления катализаторов.
Лекции - 8 часов
Лабораторные занятия - 8 часов
5. Химические реакторы. Требования предъявляемые к химическим реакторам. Классификация химических реакторов. Реакторы периодического, непрерывного и полунепрерывного действия. Классификация по режиму движения реагентов. Классификация по температурному режиму. Устойчивость работы реакторов. Принцип моделирования химико-технологических процессов и реакторов. Понятие модели. Физическое и математическое моделирование.
Лекции - 10 часов
Лабораторные занятия - 8 часов
6. Типовые технологические процессы отдельных химических производств. Свойства серной кислоты и ее применение. Производство серного газа. Контактный способ производства серной кислоты. Основные направления развития производства серной кислоты. Производство азотной кислоты. Физико-химические основы избирательного катализа в процессе окисления аммиака. Катализаторы, оптимальные условия катализатора. Производство разбавленной азотной кислоты. Производство минеральных удобрений, классификация минеральных удобрений. Способы производства удобрений и типовые процессы. Фосфорные и азотные удобрения.
Лекции - 2 часа
Лабораторные занятия - 2 часа
2.2. Лабораторные занятия.
1. Термодинамические расчеты химического процесса (теплового эффекта реакции, изменение энергии Гиббса, константы равновесия) - 6 часов.
2. Определение порядка реакции и энергии активации- 6 часов.
3. Расчет степени превращения исходных веществ в продукты реакции- 6 часов. 4. Определение времени пребывания веществ, распределения времени пребывания в химических реакторах- 8 часов.
5. Сравнение и выбор химических реакторов- 6 часов. 2.3. Курсовая работа
"Изучение технологического процесса получения одного из продуктов химической промышленности и расчет показателей процесса одной из основных стадий с помощью ПЭВМ".
Цель работы: закрепить знания в области технологии химической промышленности и навыки расчетов химических реакторов.
Задачи работы:
- изучить технологический процесс получения заданного продукта;
- произвести расчеты химической кинетики, гидродинамики, тепло- и массообмена для указанной стадии процесса с использованием ПЭВМ и имеющихся пакетов программ.
Объем работы:
- формулировка задания, описание технологии получения заданного продукта и описание методики расчета химической кинетики, гидродинамики, тепло- и массообмена указанной стадии процесса - 5 - 6 стр.;
- описание функций и возможностей используемых пакетов программ - 1 - 2 стр.;
- результаты расчетов - 5 - 6 стр.

№п/п	Наименование разделов работы	Трудоемкость
№п/п	Наименование разделов работы	часы	% объема
1	Выбор методики расчетов и используемых пакетов программ	2.0	14%
2	Проведение расчетов	7.0	50%
3	Оформление пояснительной записки	5.0	36%
	Итого:	14.0	100%

   1. Основы химической технологии: Учебник для студентов хим.- техн. спец. вузов/И.П.Мухленов и др. - М.: Высшая школа, 1991 - 463с.
   2. Общая химическая технология. Учебник /под редакцией И.Т.Мухленова. М. Высшая школа, 1984. Ч.1 256с.
   3. Общая химическая технология. Учебник /под редакцией И.Т.Мухленова. М. Высшая школа, 1984. Ч.2, 236с.
   4. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. Учебник, М., Высшая школа, 1985, 448с.
   5. Царева З.М., Орлова Е.И. Теоретические основы химической технологии: Учебное пособие: Киев: Вища школа, 1986, 260с.
   6. Бесков В.С., Гришин Л.В., Зайцев В.Н. Процессы в химических реакторах. Текст лекций. - М.: МХТИ, 1986. 84 с.
   7. Смирнов Н.Н. Реакторы в химической промышленности. М., 1980, 72 с.
   8. Смирнов Н.Н., Волжинский А.И. Плесовских В.А. Химические реакторы в примерах и задачах. Л.: Химия, 1994, 224 с.
   9. Практикум по общей химической технологии: Учебное пособие для студентов вузов /Под редакцией И.П.Мухленова - М., Высшая школа, 1979. - 421 с.
   10. Аранская О.С. Сборник задач и упражнений по химической технологии и биотехнологии. Минск, 1989. - 311 с.