Основные закономерности химической технологии

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

 

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности:

Биология. Химия.

 

МИНСК

УДК

ББК

Составитель: О.С.Аранская, доцент кафедры химии учреждения образования «Витебский государственный университет имени П.М. Машерова», кандидат химических наук, доцент

Егорова В.П., доцент кафедры химии БГПУ, кандидат биологических наук.

 

Рецензенты:

Кафедра естественнонаучных дисциплин Минского государственного радиотехнического колледжа

 

С.Ю.Елисеев, старший преподаватель кафедры «Тактика проведения аварийно-спасательных работ и тушения пожаров» КИИ МЧС РБ, кандидат химических наук

 

 

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

кафедрой химии БГПУ (протокол №10 от 22.03.2007г.);

советом факультета естествознания (протокол № 8 от 22.03.2007 г.);

Научно-методическим советом по естественно-научному образованию Учебно-методического объединения высших учебных заведений Республики Беларусь по педагогическому образованию (протокол №2 от 23.03.2007г.).

 

Ответственный за редакцию: Лахвич Ф.Ф.

Ответственный за выпуск: Ткачук И.П.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Дисциплина «Химическая технология» предусмотрена образовательным стандартом и базовым учебным планом подготовки студентов по специальности 1-02 04 04-01 Биология. Химия и относится к блоку специальных дисциплин. Этот курс завершает химическое образование студента, позволяет систематизировать, углубить и упрочить знания, полученные в других курсах химии, увидеть их практическое применение и подготовить учителя, способного освещать в школьном курсе химии вопросы химической технологии на уровне современного состояния химической науки и промышленности.

Целью изучения дисциплины «Химическая технология» является формирование у студентов научных знаний о важнейших химико-технологических процессах, приемах и способах переработки веществ, а также аппаратурном оформлении различных химико-технологических методов.

К основным задачам курса относятся:

Изучение механизма химических реакций, механических и физико-химических операций, составляющих технологическую схему производства.

Изучение основных показателей процессов производства и принципов химической технологии, оптимальных (с точки зрения экономического эффекта) значений параметров процесса.

Освоение навыков экспериментальной работы в химико-технологической лаборатории

Курс «Химическая технология» логично связан с другими дисциплинами учебного плана специальности 1-02 04 04-01 Биология. Химия. Он основан на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин «Общая и неорганическая химия», «Органическая химия», «Биотехнология», «Физическая и коллоидная химия».

Усвоив теоретический курс и выполнив лабораторный практикум и программу учебной практики на базовых предприятиях, студенты должны: ориентироваться в технологических схемах основных химических производств; выделять основные стадии и составлять структурно-логические схемы производства, что необходимо для изучения их в средних учебных заведениях и классах с углубленным изучением химии; быстро и хорошо ориентироваться в любом химическом производстве, владеть системой общенаучных, общетехнических, организационно-экономических и экологических знаний, составляющих основу современного производства.

На изучение дисциплины всего отводится 100 часов, из них аудиторных 70 (30 - лекции, 40 – лабораторные занятия). По курсу «Химическая технология» предусмотрены зачёт и экзамен, в межсессионный период студенты выполняют по 2 контрольные работы.

 

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН КУРСА

№ пп	Химическая термодинамика и равновесие	Количество аудиторных часов
всего	В том числе
лекций	Лаб-х занятий
	Общие вопросы химической технологии
	Важнейшие химические производства
Всего

 

I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Введение.

Понятие о химической и механической технологии. Содержание науки «Химическая технология». Возникновение и развитие химической технологии, роль отечественных и зарубежных ученых в развитии химической технологии. Связь химической технологии с другими науками. Задачи курса химической технологии в системе целостной естественнонаучной подготовки учителя химии.

Развитие химической промышленности в Республике Беларусь. Современное состояние химической промышленности в РБ и её роль в народном хозяйстве.

Понятийно-терминологический аппарат химической технологии.

 

Сырье, энергия, вода.

Понятие о сырье, промежуточном продукте (полупродукте), готовом продукте, отходах производства. Виды и классификация сырья: минеральное и органическое; твердое, жидкое и газообразное; природное и искусственное сырье. Запасы сырья. Подготовка сырья к переработке: измельчение, обезвоживание, классификация и обогащение сырья; применяемые методы и аппаратура. Флотация твердого сырья. Флотореагенты: пенообразователи, собиратели, регуляторы. Механические и пневматические флотационные машины. Коллективная и селективная флотация. Обогащение жидкого и газообразного сырья.

Принципы рационального использования сырья. Комплексное использование сырья. Безотходная технология. Замена пищевого сырья синтетическим.

Виды и источники энергии, применяемой в химических производствах. Энергоемкость химико-технологических процессов. Коэффициент использования энергии. Экономия и пути рационального использования энергии и теплоты химических реакций.

Вода и её использование в химической промышленности. Замкнутый водооборот в химическом производстве. Временная и постоянная жёсткость воды. Требования, предъявляемые к качеству промышленной воды. Подготовка промышленной (технологической) воды: отстаивание, фильтрация, коагуляция, умягчение, обессоливание. Химические и физико-химические методы умягчения воды. Устройство, действие и регенерация ионитных фильтров. Пути сокращения расхода воды в промышленности. Методы очистки производственных сточных вод. Биохимическая очистка.

 

3. Экономика химического производства .

Химическая промышленность, как отрасль материального производства, её структура. Технико-экономические особенности территориальной организации химической промышленности.

Основные производственные фонды и их амортизация. Оборотные средства в химической промышленности, их классификация и структура. Формы организации производства в химической промышленности. Производственные затраты и себестоимость продукции химической промышленности. Структура себестоимости и пути её снижения. Экономические аспекты организации труда в химической промышленности. Рентабельность химического предприятия. Экономическая эффективность внедрения новой техники и технологии в химической промышленности.

Технико-экономические показатели химических производств: расходный коэффициент, степень превращения, выход продукта, селективность, качество продукта, производительность, мощность, интенсивность, тепловой и материальный баланс производства.

 

Основные закономерности химической технологии.

Классификация процессов в зависимости от основных законов, определяющих скорость этих процессов: механические, гидромеханические, тепловые, массообменные, химические процессы и аппараты для их реализации.

Понятие о химико-технологическом процессе. Классификация процессов по фазовому состоянию реагентов и продуктов реакции, по типу химических реакций и контакта реагентов, по параметру технологического режима и другим признакам.

Понятие о схемах технологического процесса: Химическая принципиальная (структурная), операторная, технологическая. Способы изображения схем химико-технологических процессов.

Скорость химико-технологических процессов. Способы воздействия на скорость гомогенных и гетерогенных химических процессов, протекающих в кинетической, диффузионной и переходной области.

Равновесие в химико-технологическом процессе. Применение принципа Ле-Шателье и правила фаз для определения параметров технологического режима. Равновесная степень превращения.

Закономерности массообмена в гетерогенных процессах: газ – жидкость (Г-Ж), жидкость - твердое тело (Ж-Т), газ - твердое тело (Г-Т). Многофазные процессы. Деление процессов и реакторов по гидродинамическому режиму и степени перемешивания реагирующих смесей.

Типы реакторов. Сравнительная характеристика реакторов периодического и непрерывного действия идеального вытеснения (РИВ), идеальногосмешения (РИС) и реакторов промежуточного типа (РПТ). Адиабатические, изотермические, политермические процессы и соответствующие им реакторы. Пути увеличения движущей силы процесса в реакторах. Каскад химических реакторов.

Катализ в химической промышленности. Типы каталитических процессов. Характеристика катализаторов: активность, селективность, отравляемость, температура зажигания, термостойкость. Промышленные контактные массы и требования к ним. Контактные аппараты и показатели их работы.