Прикладна хімія

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ
Пензенська ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В.Г. БЕЛІНСЬКА
Прийнято на засіданні Вченої ради Природно-географічного факультету протокол № ___від «___» _________2004 р.
Декан факультету ________________
Л.В. Кривошеєва ЗАТВЕРДЖУЮ
Проректор з навчальної роботи
______________________________
М.А. Пятин
НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА РОБОЧА
з дисципліни «Прикладна хімія»
для спеціальності
032300.00 - «Біологія» з додатковою спеціальністю «Хімія»
Факультет природничо-географічний
Кафедра хімії та біохімії
Пенза, 2004 рік

Програма дисципліни «Прикладна хімія »

Пояснювальна записка

Курс «Прикладна хімія» повинен ознайомити студентів з основними сферами застосування хімії в народному господарстві і з застосуванням продуктів конкретних хімічних і біохімічних виробництв.
Метою курсу «Прикладна хімія» є підготовка висококваліфікованих вчителів хімії, здатних висвітлювати в шкільному курсі питання хімічної і біологічної технології на рівні сучасного стану науки і промисловості.
Курс «Прикладна хімія» включає лекції, лабораторний практикум, виробничу практику на підприємствах.
Лекційний курс повинен ознайомити студентів із загальними положеннями і теоретичними основами прикладної хімії, а також з особливостями найважливіших, найбільш типових виробництв, в першу чергу з числа тих, які включені програми з хімії середніх загальноосвітніх шкіл.
Оскільки хімічне виробництво включає зазвичай три стадії: підготовку сировини, хімічні перетворення і виділення цільових продуктів, то до загальних питань прикладної хімії в першу чергу відносяться сировинні та енергетичні проблеми: вибір і комплексне використання сировини та енергії для виробничих процесів, роль води в хімічній промисловості та її підготовка. Необхідно наводити в лекції, узагальнюючі відомості з охорони природи та очищення промислових викидів. При викладі матеріалу має бути звернено увагу на сучасний стан відповідної галузі хімічної технології, сировинні джерела та перспективи вдосконалення виробництв.
Відомо, що сучасні промислові підприємства являють собою поєднання виробництв різного профілю. На хімічних заводах і комбінатах здійснюються різноманітні хіміко-технологічні процеси, які вимагають складної апаратури, що протікають в широкому діапазоні режимних умов: при високих і низьких температурах і тиску, з застосуванням каталізаторів і без них, із застосуванням електричного струму, ультразвуку, фотохімічних, радіаційних, біохімічних та інших процесів. Характерно й важливо те, що поряд з розвитком хімічних виробництв відбувається їх типізація, тобто застосування аналогічних технологічних прийомів, способів виробництва і типів реакторів.
Тепер створюються нові технологічні процеси і системи управління ними не емпірично, а на підставі раціонального наукового підходу. У зв'язку з цим вивчення хіміко-технологічних процесів і виробництв базується на теоретичних засадах хімічної технології. Тому важливою частиною лекційного курсу «Хімічна технологія» служить його друга частина «Теоретичні основи хімічної технології», в якій викладаються наукові основи хімічної технології.
Хіміко-технологічний процес - це сукупність явищ: дифузії, масо-і теплообміну, гомогенних і гетерогенних хімічних реакцій. Методом вивчення цього складного комплексу явищ служить умовне розчленовування процесу на стадії і аналіз закономірностей кожної з них. Згідно з таким підходом у розділі «Основні закономірності хімічної технології» розглядаються дифузійні процеси, тепло-і масообмін в гетерогенних системах, хімічна рівновага і можливості його усунення, мікрокінетіка простих і складних гомогенних хімічних реакцій, основи макрокінетики хімічних перетворень. Перш за все, процеси класифікуються за фазовому стану реагентів, так як ця ознака визначає значною мірою теоретичні основи процесів та їх апаратурне оформлення. Також важлива класифікація за значенням параметрів технологічного режиму: ступеня перемішування, температури, тиску, концентрації реагентів і застосування каталізаторів. Вивчаючи розділ «Основні закономірності хімічної технології», студент знайомиться з видами технологічних схем і найважливішими типами апаратів.
Оскільки більшість сучасних хімічних виробництв пов'язане з використанням каталізаторів, то в окремий розділ виділені основи промислового каталізу і типи реакторів для каталітичних процесів.
У третій частині лекційного курсу «Хімічна технологія» вивчаються основи найважливіших, найбільш типових хімічних виробництв. На конкретних прикладах цих виробництв необхідно виявити основні завдання, які вирішуються хімічною технологією, ознайомити студентів з найважливішими хімічними виробництвами і апаратами, обговорювати сучасні вимоги до хімічних виробництв економічного, структурного та екологічного характеру.
Особливу увагу слід приділити проблемам хімічної технології в області створення нових конструкційних матеріалів із заданими хімічними і фізичними властивостями. Обговорити можливості та перспективи синтезу таких матеріалів на основі органічних і неорганічних полімерів.
Прикладна хімія невіддільна і від соціально-побутової сфери суспільства. У лекціях необхідно знайомити студентів з областями застосування продуктів хімічних виробництв. Це розширить кругозір студентів, дасть можливість без зусиль орієнтуватися у зв'язках науки з повсякденним життям.
Окрему частину курсу слід присвятити проблемам біотехнології. Детально розібрати основні методи культивування мікроорганізмів, отримання мікробної біомаси як основного джерела продуктів харчування, виробництво біологічно активних речовин, ферментів, гормонів, регуляторів росту. Дати поняття спрямованого синтезу біологічно важливих продуктів на молекулярному та клітинному рівнях, розібрати основні методи створення трансгенних організмів.
У лабораторному практикумі студенти виконують експериментальні роботи з вивчення типових хіміко-технологічних процесів; дослідження проводять на установках, що моделюють виробничі. Мета лабораторного практикуму: закріпити і поглибити знання, отримані в лекційному курсі; придбати практичні вміння в проведенні дослідження та кількісній обробці результатів досвіду; ознайомити студентів з сучасними методами аналізу хімічної сировини і одержуваних продуктів. У зв'язку з цим лабораторний практикум повинен включати роботи з усіх основних розділів курсу - підготовці та аналізу сировини, здійсненню типових процесів неорганічної та органічної технології (гетерогенних некаталітичного, каталітичних, електрохімічних). Оскільки в хімічній промисловості велике значення має проблема корозії та захисту реакторів, то доцільно включити в практикум відповідні роботи.
Перед експериментом студенти читають літературу за завданням викладача і беруть участь в колоквіумі з певного розділу курсу, а при виконанні технологічних робіт вивчають вплив факторів технологічного режиму та апаратурних параметрів на показники досліджуваного процесу - вихід продукту, швидкість, селективність та ін Результати дослідів обраховують із застосуванням формул , вивчених в лекційній частині курсу. Кількість лабораторних робіт повинно бути досить велика, щоб забезпечити їх вибір відповідно до специфіки та можливостями даного педагогічного інституту.
Оскільки новим навчальним планом не передбачений теоретичний практикум з хімічної технології, то доцільно на заняттях лабораторного практикуму давати студентам завдання для домашньої роботи: рішення задач, складання графіків і діаграм, виготовлення креслень, принципових схем хімічних виробництв.
На заводській практиці студентам надається можливість наочно ознайомитися з хімічними виробництвами, в першу чергу з числа тих, які вони вивчали в курсі «Прикладна хімія». Мета заводської практики: розширення технологічного кругозору; отримання правильних уявлень про пристрій апаратів, про хід виробничого процесу, про властивості хімічної сировини, про зовнішній вигляд готових продуктів, про принципи організації і економіки виробництва.
Програма складена відповідно до Державного освітнього стандарту вищої професійної освіти для студентів, що навчаються за спеціальністю 032300.00 - «Біологія» з додатковою спеціальністю «Хімія».
За навчальним планом цієї спеціальності на курс «Прикладна хімія» відводиться 216 годин, з них 108 години на аудиторну і 108 години на самостійну роботу. З 108 годин аудиторної роботи 54 годин - лекції і 54 годин - лабораторні заняття. За курсом передбачені залік (9 семестр) та іспит (10 семестр).

Зміст програми

I. Загальні питання хімічної технології

1. Введення
Вчення про хімічному виробництві, основні завдання, які вирішуються хімічною технологією Сучасні вимоги до хімічних виробництв економічного, структурного та екологічного характеру. Технологічні та техніко-економічні показники хімічного виробництва - продуктивність і інтенсивність роботи апаратів, вихід продукту, якість готового продукту і його відповідність ГОСТу або технічними умовами (ТУ), витратні коефіцієнти по сировині, паливу, електроенергії, пару, собівартість продукту. Шляхи зниження собівартості хімічних продуктів, підвищення якості продукту і отримання продуктів високого ступеня чистоти.
Роль вивчення питань хімічної технології в системі підготовки вчителів хімії.
2. Сировина, енергія, вода
Поняття про сировину, проміжному продукті (напівпродукти), готовому продукті, відходи виробництва, комплексному використанні сировини.
Види і класифікація сировини: рослинна, мінеральне, тварина, тверде, рідке, газоподібне, природне і штучне. Запаси сировини. Підготовка сировини до переробки. Збагачення твердих матеріалів: методи подрібнення, сортування та збагачення твердого сировини. Флотація, флотаційні машини. Концентровано рідкого сировини. Регенерація відходів виробництва. Комбінування виробництва на основі комплексного використання сировини. Заміна харчового і рослинної сировини мінеральним. Безвідходна технологія.
Види та джерела енергії, що застосовується в хімічних виробництвах. Економія і шляхи раціонального використання енергії та теплоти реакцій.
Вода та її використання в хімічній промисловості. Характеристика природних вод та домішок, що містяться в них. Тимчасова та постійна жорсткість води, її солевміст, окислюваність. Вимоги, що пред'являються до якості питної і промислової води. Очищення питної води на водопровідних станціях. Підготовка води до використання в хімічній промисловості: відстоювання, фільтрація, коагуляція, пом'якшення хімічними та фізико-хімічними способами, знесолення, деаерації. Пристрій іонітних фільтрів. Необхідність скорочення витрат води в промисловості. Оборотна вода, її охолодження. Очищення стічних вод для повторного використання. Застосування води в радіаційно-хімічних процесах. Замкнуті системи.
3. Екологічні проблеми хімічної технології. Охорона природи та очищення промислових викидів
Проблема охорони грунту, повітряного і водного басейнів від промислових викидів. Характеристика газоподібних викидів і стоків хімічної промисловості. Санітарні норми вмісту шкідливих речовин в атмосфері та водоймах, встановлені в Росії. Раціональна організація виробничого процесу і безвідходні технологічні схеми - радикальний метод захисту навколишнього середовища від промислових забруднень. Очищення виробничих стічних вод. Методи очищення газоподібних викидів хімічної промисловості.
II. Теоретичні основи хімічної технології
1. Основні закономірності хімічної технології. Реактори
Поняття про хіміко-технологічному процесі. Класифікація хіміко-технологічних процесів по фазовому стану реагентів і продуктів реакції, за характером хімічних реакцій, за методами обробки і параметрів технологічного режиму та іншими ознаками.
Рівновага у хіміко-технологічному процесі та оцінка можливостей його усунення. Застосування принципу Ле Шательє і правила фаз для визначення параметрів технологічного режиму.
Гомогенні процеси. Вплив температури на швидкість реакцій. Теоретичний і практичний вихід продукту. Вплив концентрацій реагуючих речовин на швидкість хіміко-технологічного процесу і вихід цільового продукту в гомогенних і гетерогенних процесах.
Вплив гідродинамічної обстановки на швидкість процесу. Розподіл процесів і реакторів за ступенем перемішування реагують сумішей. Типи реакторів та рівняння швидкостей процесу. Ідеальне витіснення. Повне змішування. Реальні процеси і реактори. Адіабатичні, ізотермічні, політермічні процеси і відповідні їм реактори.
Дифузія в хіміко-технологічних процесах. Закономірності масообміну в гетерогенних процесах: газ-рідина (Г-Ж), рідина-тверде (Ж-Т), газ-тверде (Г-Т), багатофазні процеси.
Основи макрокінетики. Області протікання процесів - кінетична, дифузійна, перехідна. Методи інтенсифікації гетерогенних, некаталітичного процесів. Високотемпературні гетерогенні процеси.
2. Каталітичні процеси та контактні апарати
Значення каталізу в хімічній промисловості. Типи найважливіших каталітичних процесів. Гомогенний каталіз. Закономірності гетерогенного каталізу. Виборчий каталіз. Вплив факторів технологічного режиму на вихід продукту каталітичного процесу. Властивості твердих каталізаторів. Промислові контактні маси і вимоги, що пред'являються до них. Контактні апарати.

III. Найважливіші хімічні виробництва

1. Виробництво сірчаної кислоти
Сорти, властивості і області застосування сірчаної кислоти. Значення сірчаної кислоти. Сировина сірчанокислої промисловості та його комплексне використання. Одержання оксиду сірки (IV).
Випал колчедану як гетерогенний, некаталітичного, високотемпературний процес в системі Т-Г. Типи печей. Піч киплячого шару.
Контактний спосіб виробництва сірчаної кислоти. Очищення і осушення обпалювальне газу. Окислення оксиду сірки (IV) як приклад простого оборотного гетерогенно-каталітичного процесу. Теоретичні основи окислення оксиду сірки (IV). Промислові каталізатори. Контактні апарати із стаціонарними і киплячими шарами каталізатора. Хемосорбція оксиду сірки (VI) в моногідратном абсорбері: оптимальні умови процесу. Пристрій абсорбційної апаратури. Принципова схема виробництва сірчаної кислоти контактним способом. Тенденції у розвитку виробництва сірчаної кислоти. Установка з двохстадійною контактуванням і абсорбцією. Циклічні системи.
2. Синтез аміаку. Виробництво азотної кислоти
Сполуки азоту та їх значення в народному господарстві. Методи фіксації атмосферного азоту. Синтез оксиду азоту (II), методи його здійснення і перспективи. Отримання азоту і кисню з повітря глибоким охолодженням і ректифікацією рідкого повітря. Ректифікаційна колона.
Методи одержання водню і азотоводородной суміші для синтезу аміаку. Виробництво водню і азотоводородной суміші з природного газу. Типові методи очищення газів, що застосовуються у виробництві синтетичного аміаку.
Синтез аміаку як приклад каталітичного процесу з невеликим рівноважним виходом продукту, здійснюваного із циклічної (кругом) схемою. Теоретичні основи синтезу аміаку. Кінетичні рівняння. Принципова схема виробництва при середньому тиску. Пристрій колони синтезу - каталітичного реактора, що працює при високих температурах і тиску.
Теорія каталітичного окислення аміаку на оксид азоту (II). Виборчий каталіз як основний прийом здійснення цього процесу. Оптимальні умови каталітичного окислення аміаку. Промислові каталізатори. Пристрій контактного апарату поверхневого контакту (із сітками із сплавів платини).
Переробка нітрозних газів в розбавлену і концентровану азотну кислоту. Умови спільного проведення гомогенного окислення оксиду азоту (II) і гетерогенного процесу абсорбції оксидів азоту. Схема виробництва розведеної азотної кислоти як приклад технологічної схеми з відкритим ланцюгом. Прямий синтез концентрованої азотної кислоти. Властивості та застосування азотної кислоти. Шляхи розвитку та вдосконалення синтезу аміаку і виробництва азотної кислоти.
3. Виробництво мінеральних добрив.
Вплив мінеральних добрив на врожайність і якість сільськогосподарської продукції. Класифікація мінеральних добрив. Фізико-хімічні основи типових гетерогенних некаталітичного процесів у виробництві мінеральних солей та добрив.
Фосфорні добрива та їх класифікація. Фосфатна сировина. Гетерогенні процеси і реакції у виробництві простого та подвійного суперфосфату. Суперфосфатная камера безперервної дії. Нейтралізація і гранулювання простого суперфосфату. Фосфорна кислота. Екстракційний і електротермічний методи отримання фосфорної кислоти, їх порівняння. Фосфорнокіслотное розкладання фосфатної сировини. Концентровані фосфорні добрива. Подвійний суперфосфат.
Азотнокіслотное розкладання фосфатної сировини з отриманням складних добрив, їх властивості та застосування. Хемосорбціонние процеси, супроводжувані швидкої незворотною реакцією у виробництві аміачної селітри. Використання теплоти нейтралізації в реакторі (нейтралізаторі) і схемах виробництва аміачної селітри. Пристрій нейтралізатора. Недоліки аміачної селітри як добрива.
Синтез карбаміду - некаталітичного гетерогенний процес, здійснюваний при високому тиску за схемами з частковою рециркуляцією непрореагіровавшіх вихідних речовин або за циркуляційної круговою схемою. Властивості та застосування карбаміду як добрива, кормового продукту для тварин і вихідного матеріалу у виробництві пластмас.
Калійні добрива, їх застосування. Фізико-хімічні основи поділу суміші природних солей на прикладі отримання хлориду калію з сильвініту.
Поняття про мікро-і бактеріальних добривах і перспективи їх застосування. Кормові продукти для тварин.
Виробництва мінеральних добрив і отрутохімікатів.
4. Електрохімія
Застосування електричної енергії для здійснення хіміко-технологічних процесів. Електрохімічні і електротермічні виробництва.
Електроліз водних розчинів і розплавлених середу. Основні технологічні показники електролізу: вихід по струму, вихід по енергії, коефіцієнт використання енергії, напруга розкладу. Принципи апаратурного оформлення електрохімічних процесів. Електроліз розчину хлориду натрію у ваннах з фільтруючою діафрагмою і сталевим катодом, у ваннах з ртутним катодом. Продукти електролізу - хлор, водень, їдкий натр, їх застосування. Синтез хлороводню і отримання соляної кислоти. Застосування соляної кислоти. Шляхи розвитку та вдосконалення електрохімічних виробництв. Хлорне металургія.
5. Металургія
Класифікація металів. Значення металів в народному господарстві. Сировина чорної та кольорової металургії. Комплексне використання сульфідної сировини і комбінування металургійних заводів з сірчанокислотному. Основні способи отримання металів: піро-і гідрометалургія.
Чорні метали. Сплави на основі заліза, їх класифікація та властивості. Діаграма стану залізо-вуглець і її практичне використання.
Виробництво чавуну. Сировина в доменному виробництві. Хімічні реакції в доменній печі, їх рівновага та кінетика. Пристрій доменної печі. Регенератори та його роль. Оптимальні умови доменного процесу: склад шихти і дуття, температура, тиск. Шляхи інтенсифікації доменного процесу: застосування кисню, природного газу, агломерація сировини, вдосконалення конструкції доменної печі (укрупнення її розмірів, комплексна механізація, автоматизація контролю і управління). Пряме відновлення руд. Застосування доменних шлаків і газу.
Виробництво сталі. Теоретичні основи мартенівського процесу. Пристрій мартенівської печі. Інтенсифікація мартенівського процесу: кисню, стисненого повітря, природного газу. Киснево-конверторний метод виплавки сталі, його переваги та перспективи. Виплавка сталі та феросплавів в електричних печах.
Алюміній. Властивості алюмінію та його сплавів, їх значення в народному господарстві. Руди алюмінію. Отримання глинозему з бокситів мокрим лужним методом і методом спікання. Порівняння методів. Виробництво глинозему, соди, цементу і рідкісних металів з нефеліну як приклад повного комплексного використання сировини. Виробництво алюмінію з глинозему електролізом розплаву. Теоретичні основи процесу. Пристрій електролізера з обпаленими і самообжігающіміся анодами.
6. Виробництво силікатних матеріалів
Класифікація і характеристика продуктів силікатної промисловості. Нові силікатні матеріали. Їх властивості і значення в народному господарстві. Сировина для виробництва силікатних матеріалів. Загальні прийоми його підготовки. Фізико-хімічні основи типових процесів технології силікатів. Практичне застосування діаграм стану в силікатних системах. Типові процеси технології силікатів у виробництві керамічних виробів, портландцементу, скла і ситалів. Типи вживаних високотемпературних реакторів; шахтні печі, тунельна піч, барабанна обертова піч і ванна піч. Технологічна схема виробництва портландцементу. Скло, їх класифікація, залежність властивостей від складу, способу формування скловиробів; витягування, лиття, прокат; видування, пресування. Виробництво автомобільного скла методом відливу.
7. Хімічна переробка палива
Енергетична проблема, її сучасний стан і перспективи. Спалювання палива - основне джерело забруднення атмосфери. Водень як паливо.
Паливо як сировина хімічної промисловості. Види палива, їх характеристика. Походження різних видів палива.
Переробка твердого палива. Комплексне використання компонентів твердого палива при його високотемпературної декструктівной переробці. Продукти переробки твердого палива, їх значення в народному господарстві. Напівкоксування вугілля і сланців; теоретичні основи процесу. Печі напівкоксування.
Коксування кам'яного вугілля; фізико-хімічні основи цього високотемпературного багатофазного процесу. Пристрій коксової батареї. Періодична робота коксової камери і безперервна робота коксової батареї. Механізація і автоматизація процесу коксування. Коксовий газ, його поділ і використання. Процеси конденсації, хемосорбції і абсорбції при переробці коксового газу. Виділення та очищення ароматичних вуглеводнів.
Переробка нафти і природного газу. Способи видобутку нафти та природного газу. Склад нафт; проблема їх комплексного використання. Продукти переробки нафти, їх склад і властивості, застосування в народному господарстві.
Фізичні процеси розділення рідких і газових сумішей при прямій гонці нафти. Трубчасті печі і ректифікаційні, колони, установки атмосферно-вакуумної перегонки. Продукти прямої гонки нафти. Шляхи збільшення виходу найбільш цінних нафтопродуктів (бензин) та поліпшення їх якості. Високотемпературні методи деструктивної переробки нафти та дистилятів. Вибір оптимальних умов термічного крекінгу в залежності від призначення і складу вихідної сировини, хімічні реакції, продукти крекінгу. Каталітичний крекінг. Каталізатори. Фізико-хімічні основи багатостадійних і багатофазові хімічних процесів каталітичного крекінгу. Вибір оптимального режиму. Принцип використання рухомого каталізатора при каталітичному крекінгу. Схема установки каталітичного крекінгу з поєднаним реактором і регенератором. Виробництво високооктанового бензину та ароматичних вуглеводнів методом каталітичного риформінгу. Застосовувані каталізатори. Хімічні реакції. Методи очищення нафтопродуктів. Нафтохімічні комбінати.
Класифікація газоподібних палив. Природний газ і його застосування. Склад попутних нафтових газів і газів нафтопереробки. Використання природного і нафтових газів в якості палива і хімічної сировини.
8. Промисловий органічний синтез
Сировина органічного синтезу. Види продуктів основного органічного синтезу, їх характеристика, властивості, значення в народному господарстві. Типові хіміко-технологічні процеси, які застосовуються в органічному синтезі: гідрування, окислення, дегидрирование, гідратація, гідроліз, алкірованіе, нітрування, хлорування та ін Роль каталітичних процесів в органічному синтезі.
Синтез метанолу. Фізико-хімічні основи, оптимальні умови процесу. Каталізатори. Принцип побудови технологічної схеми. Пристрій реактора. Аналогія з сутністю і апаратурним оформленням синтезу аміаку. Властивості і застосування метанолу.
Синтез етилового спирту прямий гідратацією етилену. Теоретичні основи, параметри технологічного режиму, технологічна схема. Переваги цього одностадійного каталітичного процесу, здійснюваного із циклічної схемою, перед іншими методами отримання етанолу. Застосування етилового спирту.
Виробництва бутадієну і ізопрену каталітичним дегидрированием бутану і ізопентану. Виробництво стиролу з етилбензолу.
Виробництво оцтової кислоти з ацетилену. Стадії виробництва, їх фізико-хімічні основи. Характеристика методів отримання ацетилену. Виробництво ацетилену термоокислювальної піролізом метану. Гідратація ацетилену з отриманням ацетальдегіду. Пристрій реактора гідратації. Отримання оцтової кислоти каталітичним окисленням ацетальдегіду. Технологічна схема: пристрій реактора окислення. Інші методи виробництва ацетальдегіду.
Виробництво формальдегіду в органічній технології. Виробництво формальдегіду з метанолу та з метану природного газу шляхом селективного каталізу. Каталізатори. Застосування формальдегіду в органічній технології.
9. Хімія і нові матеріали. Високомолекулярні сполуки
Значення високомолекулярних сполук (ВМС) в народному господарстві. Загальні властивості і класифікація високомолекулярних сполук. Природні, штучні і синтетичні ВМС. Загальні закономірності синтезу ВМС. Основні методи отримання синтетичних ВМС. Фізико-хімічні основи процесів полімеризації і поліконденсації.
Класифікація, основні властивості й області застосування пластичних мас. Їх переваги перед іншими конструкційними матеріалами. Сировина для виробництва пластичних мас. Поліконденсаційні ВМС і пластмаси на їх основі. Синтез фенолформальдегідних ВМС як приклад гомогенного каталітичного процесу в рідкій фазі. Схема установки безперервного способу отримання новолачних смол. Реактор. Пластмаси на основі конденсаційних смол і різних наповнювачів.
Полімеризаційна ВМС і пластмаси на їх основі. Їх властивості та застосування. Синтез поліетилену при високому і низькому тиску. Реактор високого тиску. Каталізатори синтезу поліетилену низького тиску. Поліпропілен, полівініл-хлорид, його переробка в вініпласт і пластикат. Фторопласти, їх переваги в якості конструкційних матеріалів. Полістирол, органічне скло.
Виробництво целюлози і паперу. Комплексне використання деревини. Штучні волокна на основі целюлози. Виробництво віскозного волокна. Стадії процесу, технологічна схема. Отримання ацетатних волокон.
Синтетичні волокна, їх класифікація, основні властивості та застосування. Переробка полімерних матеріалів у волокна. Типові методи формування хімічних волокон. Виробництво лавсану і поліамідного волокна капрон. Стадії процесу.
Види і основні властивості синтетичних каучуків. Виробництво бутадієн-стирольного каучуку емульсійної сополимеризацией. Теорія процесу, технологічна схема, апаратурне оформлення. Поліізопреновий каучук. Його властивості. Стереорегулярних каучуки.
Види гумових виробів, їх значення в народному господарстві. Переробка каучуків на гуму і гумові вироби. Послідовність операцій, їх режим. Фізико-хімічні основи процесу вулканізації. Апаратура. Шляхи подальшого вдосконалення процесів у технології ВМС.
IV. Хімія і біорегуляції.
1. Хімія і створення продуктів харчування
Отримання кормового білка. Продуценти, методи культивування та очищення продукту. Біотехнологія отримання ферментних препаратів. Продуценти ферментів, особливості їх відбору і культивування, виділення і очищення ферментів, застосування ферментних препаратів у промисловості, медицині та побуті. Технологія біосинтезу амінокислот, антибіотиків, органічних кислот, вітамінів. Отримання мікробних препаратів - добрив, стимуляторів і регуляторів росту рослин. Мікробіологічна трансформація органічних сполук. Отримання вакцин.
2. Проблема спрямованого синтезу практично важливих продуктів.
Генна інженерія. Рівні та етапи генетичної інженерії. Джерела ДНК для клонування. Методи розщеплення і возз'єднання ДНК. Отримання генів. Введення гена в вектор. Перенесення генів у клітини організму-реципієнта. Ідентифікація клітин-реципієнтів. Експресія чужорідних генів в мікроорганізмах. Локалізований і сайт-специфічний мутагенез. Генетична інженерія та конструювання нових організмів-продуцентів. Отримані трансгенних тварин і рослин. Клонування багатоклітинних організмів.
Клітинна інженеріяВозможності клітинної інженерії. Етапи отримання гібридних клітин. Гібридомної технологія. Отримання і застосування моноклональних антитіл. Виведення нових і покращення існуючих сортів рослин і штамів мікроорганізмів. Клітинні асоціації.
Фітобіотехнологія. Вегетативне розмноження рослин методом культур тканин. Топотентность рослинних клітин. Використання методів генної інженерії в фітобіотехнологіі.
Зообіотехнологія. Способи вирощування клітин тварин. Трансгенні тварини. Отримання інтерферонів та імуномодуляторів.
Екологічна біотехнологія. Загальні показники забрудненості стічних вод. Аеробні процеси біохімічної очистки стічних вод. Очищення стічних вод з використанням біофільтрів. Анаеробні процеси переробки відходів. Деградація ксенобіотиків.

Орієнтовна тематика лабораторних робіт

Флотації збагачення твердого сировини. Підготовка і аналіз води. Визначення вологості, дисперсності та щільності твердих матеріалів. Визначення в'язкості і щільності рідин. Технічний аналіз нафтопродуктів. Газовий і хроматографічний аналіз сумішей. Сушіння зернистих твердих матеріалів у киплячому шарі. Ректифікація бінарних і багатокомпонентних рідинних сумішей. Абсорбція газів при пінному режимі. Випал сульфідних руд в стаціонарному та киплячому шарах. Каталітичне окислення оксиду сірки (IV) в стаціонарному та киплячому шарах каталізатора. Каталітичне окислення аміаку. Синтез соляної кислоти з хлору та водню. Отримання фосфорних добрив кислотним розкладом природних фосфатів. Отримання хлориду калію з сильвініту. Аналіз мінеральних добрив. Приготування легкоплавких стекол. Визначення хімічної стійкості силікатних матеріалів. Отримання будівельного гіпсу та його випробування. Одержання металів з їх оксидів. Електролітичні методи отримання нікелевого і хромового покриттів на металах. Електроліз розчину хлориду натрію у ванні з фільтруючою діафрагмою. Електроліз розплаву хлориду свинцю.
Визначення корозійної стійкості металів. Дослідження швидкості окислення металів при високих температурах. Пасивація і оксидування металів. Фосфатування металів. Захист металів від корозії нанесенням покриттів (емалювання, лакування та ін.)
Напівкоксування н коксування твердого палива. Піроліз і крекінг нафтопродуктів. Парофазного окислення парафіну, Одержання оцтової кислоти. Отримання формальдегіду. Дегидрирование етилбензолу до стиролу. Полімеризація стиролу. Полімеризація метилметакрилату. Отримання фенолформальдегідних (новолакі і резол) і гліфталевих ВМС. Поліконденсація дихлоретану і тетрасульфіда натрію. Виготовлення пластмас і випробування їх стійкості. Якісний аналіз і фізичні методи випробування полімерів (визначення температури розм'якшення, температури плавлення і т. д.).

Література

Основна
1. Соколов Р.С. Хімічна технологія. М., Владос, 2000.
2. Білоцвіт А.В., Бєсков С.Д., Ключников Н.Г. Хімічна технологія. М., Просвітництво, 1976.
3. Ключников Н. Г. Практичні заняття з хімічної технології. М., Просвітництво, 1972.
4. Мухленов І.П., Тамбовцева В.Д., Горштейн А.Є. Основи хімічної технології. М., Вища школа, 1975.
5. Мухленов І.П., Кузнєцов Д.А., Авербух А.Я. та ін Загальна хімічна технологія, 3-е вид. М., Вища школа, 1977.
6. Єліне Н.П. Основи біотехнологіі.СПБ: Наука, 1995. Біотехнологія в 8-ми томах. Під ред. Н. С. Єгорова, В.Д. Самуїлова. -М.: Вища школа, 1987-1988.
7. Біотехнологія: принципи і застосування. Під ред. І. Хіггінса, Д. Беста і Х. Сміта. М.: ВО Агропромиздат, 1989.
8. Беккер М.Є., Лиепиньш Г.К., Райпуліс Є.П. Біотехнологія. - М.: ВО Агропромиздат, 1990.
Додаткова
9. Авербух А.Я., Мухленов І.П., Тумаркій Є.С. та ін Практикум з загальної хімічної технології. М., Вища школа, 1973.
10. Амелін А.Г. Технологія сірчаної кислоти. М., Хімія, 1971.
11. Атрощенко В.І., Каргін С.П. Технологія азотної кислоти М., Хімія, 1970.
12. Воскобойніков В.Р. та ін Загальна металургія. М., Металургія
13. Годовська К.І., Горобина Л.В., Новік Г.Ю. та ін Технічний аналіз. М., Вища школа, 1972
14. Лебедєв П.Г. Хімія і технологія основного органічного і нафтохімічного синтезу. М., Хімія, 1976.
15. Литвин О.Б. Основи технології синтезу каучуків. М., Хімія, 1972.
16. Миколаїв А.Ф. Синтетичні полімери та пластмаси на їх основі. М., Хімія, 1977.
17. Позин М.Є. Технологія мінеральних солей. Л., Хімія, 1974.
18. Туболкін А.Ф., Тумаркін Є.С., Мухленов І.П. та ін Розрахунки хіміко-технологічного процесу. Л., Хімія, 1976.
19. ників В.Р. та ін Загальна металургія. М., Металургія
20. Годовська К.І., Горобина Л.В., Новік Г.Ю. та ін Технічний аналіз. М., Вища школа, 1972
21. Лебедєв П.Г. Хімія і технологія основного органічного і нафтохімічного синтезу. М., Хімія, 1976.
22. Литвин О.Б. Основи технології синтезу каучуків. М., Хімія, 1972.
23. Миколаїв А.Ф. Синтетичні полімери та пластмаси на їх основі. М., Хімія, 1977.
24. Позин М.Є. Технологія мінеральних солей. Л., Хімія, 1974.
25. Туболкін А.Ф., Тумаркін Є.С., Мухленов І.П. та ін Розрахунки хіміко-технологічного процесу. Л., Хімія, 1976.

Навчальна програма з дисципліни «Прикладна хімія» для спеціальності 032300.00 - «Хімія» з додатковою спеціальністю «Біологія» обговорена і схвалена на засіданні кафедри хімії і біохімії
Протокол_______ від «_____» __________ 2004
Зав. кафедри хімії та біохімії
д.б.н., професор _________________________________ М.Т. Генгін
(Підпис)
Схвалено методичною радою Природничо-географічного факультету
Протокол № _______ від «_____» ___________ 2004
Голова Методичної ради
Природно-географічного факультету,
к.т.н., доцент ______________________ О.В. Зорькіна
(Підпис)
Укладач:
1. Канд. хім. наук, доцент Кузнєцова А.В. ________________________
(Підпис)

N п / п
Найменування теми
У тому числі
Лекції
Лабор.
Самостоят.
1
Предмет та завдання сучасної хімічної технології
2
4
2
Хіміко-технологічний процес і його зміст. Критерії ефективності хіміко-технологічного процесу
2
4
3
Сировина в хімічному виробництві. Методи збагачення сировини. Енергетика хімічної промисловості
2
3
4
4
Екологічні проблеми сучасної хімічної технології
2
4
5
Термодинамічні основи хімічної технології.
2
4
6
Виробництво сірчаної кислоти
2
3
4
7
Синтез аміаку
2
3
4
8
Отримання азотної кислоти.
2
3
4
9
Отримання фосфорної кислоти і добрив
2
3
4
10
Основи електрохімії. Електроліз розчину NaCl.
2
3
4
11
Гальванічні виробництва
2
3
4
12
Переробка нафти і кам'яного вугілля
2
4
13
Виробництво чавуну і сталі. Чорна металургія.
2
3
4
14
Виробництво алюмінію. Кольорова металургія
2
3
4
15
Виробництво скла і будівельних матеріалів.
2
3
4
16
Основний органічний синтез. Виробництво метанолу і етанолу
2
4
17
Виробництво ВЖС і ВШК
2
4
18
Виробництво альдегідів і оцтової кислоти
2
3
4
19
Цеоліт - нові каталізатори спрямованого органічного синтезу
2
4
20
Виробництво вінілацетату та вінілхлориду
2
4
21
Кумольний метод виробництва фенолу та ацетону, виробництво стиролу
2
3
4
22
Хімія і продукти харчування
2
3
4
23
Миючі засоби. Отримання і застосування
2
3
4
24
Хімічні волокна. Виробництво капрону і лавсану
2
3
4
25
Виробництво фарб
2
3
4
26
Пластичні маси. Виробництво поліетилену
2
3
4
27
Сучасні конструкційні матеріали
2
3
4
Всього
54 ч.
54 ч.
108 год
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Хімія | Книга
124кб. | скачати


Схожі роботи:
Хімія і Стоматологія Хімія у моїй майбутній професії
Прикладна міфологія
Соціальна та прикладна екологія
Прикладна фізична підготовка
Сучасна прикладна статистика
Порівняльна і прикладна політологія
Прикладна соціологія в США
Порівняльна і прикладна політологія 2
Прикладна фізична підготовка 2
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru