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 240100
проф. Н.М. Теляков
|
_______________________
Зав.кафедрой ПТПЭ
проф. Теляков Н.М.
|
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«РАЗДЕЛЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ»
Направление подготовки: 240100 Химическая технология
Квалификация (степень) выпускника: магистр, специальное звание «магистр»
Форма обучения: очная
Составители: заведующий каф. ПТПЭ Н.М.Теляков
ассистент каф. ПТПЭ А.А. Дарьин
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины
Учебная дисциплина «Разделение многокомпонентных смесей в технологии природных энергоносителей и углеродных материалов» — дисциплина базовой части общенаучного цикла профиля «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» второго уровня высшего профессионального образования магистратуры.
Целью дисциплины является формирование знаний в области технологий разделения многокомпонентных смесей, широко применяющихся в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и коксохимической промышленности для выделения отдельных углеводородов из смесей и для селективной очистки нефтепродуктов, а также умений и навыков для обеспечения выполнения расчётов соответствующих технологических переделов для выполнения части проектных разработок.
Задачами дисциплины являются:
- Овладение навыками сбора и анализа научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта,
- Понимания технологической и технической части процессов разделения многокомпонентных смесей в технологии переработки природных энергоноcителей и углеродных материалов, аппаратурного оформления.
- Освоение основных методик расчета процессов разделения
- Формирование культуры мышления, постановки цели и выбора путей её достижения. Готовности самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии. Способностей использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач. Готовности использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования. Способностей к оценке вклада своей предметной области в решение экологических проблем и проблем безопасности. Способностей понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Учебная дисциплина «Разделение многокомпонентных смесей в технологии природных энергоносителей и углеродных материалов» второго уровня высшего профессионального образования магистратуры.
Дисциплина является предшествующей для изучения последующих всех дисциплин профессиональной части.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
Профессиональных компетенций:
способен - владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ПК- 6).
способен осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-7);
способен налаживать, настраивать и осуществлять проверку оборудования и программных средств (ПК-13);
способен проверять техническое состояние, организовывать профилактические осмотры и текущий ремонт оборудования (ПК-14);
готов к освоению и эксплуатации вновь вводимого оборудования (ПК- 15);
готов изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-25);
способен разрабатывать проекты (в составе авторского коллектива) (ПК-26);
готов использовать информационные технологии при разработке проектов(ПК-27);
способен проектировать технологические процессы с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства (в составе авторского коллектива (ПК-28).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
— основные закономерности химических и физико-химических процессов, процессов массопереноса применительно к технологическим процессам, агрегатам и оборудованию;
— основы теории процесса в химическом реакторе, методологию исследования взаимодействия процессов химических превращений и явлений переноса на всех масштабных уровнях, методику выбора реактора и расчета процесса в нем; основные реакционные процессы и реакторы химической и нефтехимической технологии;
Уметь:
— определять основные статические и динамические характеристики объектов; выбирать рациональную систему регулирования технологического процесса; выбирать конкретные типы приборов для диагностики химико-технологического процесса;
— рассчитывать и анализировать процессы внешнего и внутреннего теплообмена в аппаратах различного технологического назначения, выбирать рациональные температурные и тепловые режимы работы оборудования;
— применять методы анализа и обработки экспериментальных данных, систематизации научно-технической информации;
Владеть:
— методами математической статистики для обработки результатов активных и пассивных экспериментов, пакетами прикладных программ для моделирования химико-технологических процессов;
— методами расчета и анализа процессов в химических реакторах и эффективности
работы химических производств;
— навыками расчёта и проектирования оборудования различного технологического назначения;
— навыками работы с современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;
— определения технологических показателей, методами выбора химических реакторов;
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Семестры
|
XI
|
Аудиторные занятия (всего)
|
60
|
60
|
В том числе:
|
|
|
Лекции
|
10
|
10
|
Практические занятия (ПЗ)
|
50
|
50
|
Семинары (С)
|
-
|
-
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
-
|
-
|
Самостоятельная работа (всего)
|
48
|
48
|
В том числе:
|
-
|
-
|
Курсовой проект (работа)
|
-
|
-
|
Расчетно-графические работы
|
-
|
-
|
Реферат
|
-
|
-
|
Другие виды самостоятельной работы
|
-
|
-
|
Выполнение домашнего задания
|
-
|
-
|
Оформление лабораторных работ
|
-
|
-
|
Вид промежуточной аттестации: зачёт, экзамен
|
экз.
|
экз.
|
Общая трудоемкость час
зач. ед.
|
144
|
144
|
4
|
4
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Содержание раздела
|
1
|
2
|
3
|
1.
|
Основные понятия и определения
|
Фазовое равновесие и селективное разделение веществ. Термодинамика смешения. Активность и коэффициенты активности. Фазовая устойчивость и равновесие. Смешение и избыточная энергия Гиббса. Требования к моделированию равновесия многокомпонентных систем. Типы модельных уравнений. Параметры, характеризующие процессы разделения. Емкость растворителей и фактор разделения. Зависимость результатов разделения от параметров процесса. Термодинамические уравнения для расчета параметров процессов разделения. Классификация процессов разделения с использованием разделяющих агентов. Термодинамическая характеристика селективности. Экстракционное разделение углеводородов. Сопоставление процессов разделения с использованием селективных растворителей.
|
2.
|
Межмолекулярные взаимодействия
и функции смешения
|
Межмолекулярные взаимодействия и селективное разделение веществ. Специфические взаимодействия. Избыточные термодинамические функции бинарных смесей углеводородов с селективными растворителями. Связь между избыточными функциями. Влияние межмолекулярных взаимодействий на значение и знак избыточных функций смешения. Селективные растворители и насыщенные углеводороды. Селективные растворители и ненасыщенные углеводороды.
|
3.
|
Селективность и химическое строение
растворителей и разделяемых углеводородов
|
Зависимость селективности от структуры разделяемых углеводородов. Зависимость селективности от структуры растворителей. Новые селективные растворители для разделения углеводородных систем. Селективность и растворяющая способность смесей растворителей
по отношению к углеводородам.
|
4.
|
Оформление процессов разделения углеводородов
с использованием селективных растворителей
|
Промышленные селективные растворители. Азеотропная ректификация. Экстрактивная ректификация. Жидкостная экстракция. Экстрактивная кристаллизация. Абсорбция.
|
5.
|
Технологии и оборудование, использующиеся в процессах
разделения многокомпонентных смесей. Разделители.
|
Устройство для разделения углеводородных смесей. Устройство для разделения несмешивающихся жидкостей. Устройство для разделения трехфазной смеси. Аппарат для разделения и дегазации жидкости. Устройство для разделения смесей с различной плотностью.
|
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
|
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
|
№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
1.
|
Процессы массопереноса в системах с участием твёрдой фазы
|
+
|
|
|
|
|
+
|
2.
|
Теплоперенос в гетерогенных системах
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
3.
|
Технология и оборудование нефти и газа
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Лек-
ций
|
Практ.
зан.
|
Лаб.
зан.
|
Семи-наров
|
СРС
|
Всего
часов
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
Основные понятия и определения
|
2
|
22
|
|
|
18
|
44
|
|
Межмолекулярные взаимодействия
и функции смешения
|
2
|
|
|
|
6
|
8
|
|
Селективность и химическое строение
растворителей и разделяемых углеводородов
|
2
|
2
|
|
|
6
|
8
|
|
Оформление процессов разделения углеводородов
с использованием селективных растворителей
|
2
|
6
|
|
|
8
|
16
|
|
Технологии и оборудование, использующиеся в процессах
разделения многокомпонентных смесей. Разделители.
|
2
|
20
|
|
|
10
|
32
|
6. Лабораторный практикум Не предусмотрен учебным планом
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п
|
№ раздела дисциплины
|
Наименование практических занятий (семинары)
|
Трудо-емкость
(час.)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1
|
1, 3, 5
|
Метод расчета рабочих режимов процессов ректификации многокомпонентных смесей. Расчет сложных колонн.
|
6
|
2
|
1, 2
|
Метод независимого определения концентраций.
|
6
|
3
|
1, 5
|
Метод потарелочного проектно-проверочного расчета.
|
4
|
4
|
1, 4
|
Методы расчета гетероазеотропных комплексов.
|
6
|
5
|
1, 5
|
Расчет и оптимизация промышленных ректификационных установок.
|
6
|
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Не предусмотрены учебным планом
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: Учебник для вузов. – «-е изд., исп. и доп. – СПб: ХИМИЗДАТ, 2007. – 944с.
Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. – М.: Гилем, 2002. 672с.
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: ид. ISBN 5-8365-0035-5
Зиберт Г.К., Седых А.Д., Кащицкий Ю.А., Михайлов Н.В., Демин В.М. Подготовка и переработка углеводородных газов и конденсата. Технологии и оборудование: Справочное пособие. – М.: ОАО «Недра-Бизнесцентр», 2001 – 316 с.:
Г.-Й. Биттрих, А.А. Гайле, Д. Лемпе, В.А. Проскуряков, Л.В. Семенов. Разделение углеводородов с использованием селективных растворителей. – Л.: Химия, 1987. – 192с.
б) дополнительная литература
Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2009. – 368с.
Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. Учебно-медодическое пособие для повышения квалификации работников нефтеперерабатывающей промышленности. Часть 1. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2000. – 224с.
Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. Учебно-медодическое пособие для повышения квалификации работников нефтеперерабатывающей промышленности. Часть 2. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2001. – 415с.
Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. Учебно-медодическое пособие для повышения квалификации работников нефтеперерабатывающей промышленности. Часть 3. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2003. – 504с.
Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет: М., Химия, 1983. Серия «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии»
Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. – 2-е изд., пер. и доп. – М.: Химия, 1980. – 256с.
Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчёты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. – 2-е изд., пер. и доп. – Л.: Химия, 1974. – 344с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов иаппаратов химической технологии. – 13-е изд. стериотипное. – М.: Альянс, 2006. – 576с.
в) программное обеспечение
Операционные системы Windows, стандартные офисные программы.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Использование материалов и приборов лаборатории кафедры печных технологий и природных энергоносителей, показ видеоматериалов. Использование студентами для самостоятельной работы разработанных на кафедре учебников и учебных пособий.
Для реализации практических занятий по дисциплине кафедра располагает компьютерным классом.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Преподавание дисциплины основано на организации внутри дисциплины и междисциплинарных образовательных модулей, представляющих совокупность теоретических представлений и практических навыков по каждой дидактический единице во взаимосвязи с последующими и смежными дисциплинами, целью которых является приобретение студентом компетенций, знаний и умений, установленных ФГОС ВПО для направления 240100 «Химическая технология».
Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация является совокупностью данных по успешности выполнения студентом требований ФГОС ВПО, учебного плана, примерной учебной программы (посещение теоретических и практических занятий, своевременное выполнение заданий по самостоятельной работе).
Разработчики:
Национальный
минерально-сырьевой университет «Горный»
|
Профессор кафедры печных технологий и переработки природных энергоносителей
|
Н.М. Теляков
|
Национальный
минерально-сырьевой университет «Горный»
|
Ассистент кафедры печных технологий и переработки природных энергоносителей
|
А.А. Дарьин
|
|
