Список основной литературы.

1. Химическая технология неорганических веществ: В 2 кн. Кн.1: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Т.Г. Ахметова. – М.: Высш. шк., 2002. – 688 с., Кн.2. – 533с.

2. Краткий справочник физико-химических величин /Под ред. А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. – СПб.: “Иван Федоров”, 2003. – 238 с.

3. Справочник азотчика. – Кн. 1. – М.: Химия, 1986. – 512 с. Кн. 2. – М.: Химия, 1987. – 464 с. Есть более раннее издание 1967, но там устарела информация, там в кн1. есть производство метанола.

4. Технология связанного азота / Под ред. В.И. Атрощенко. – Киев: Вища школа, 1985. – 327 с.

5. Производство аммиака / Под ред. В.П. Семенова. – М.: Химия, 1985. – 368 с.

6. Курс технологии связанного азота. – М.: Химия, 1969.

7. Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты. – М.: Химия, 1970. – 496 с.

8. Производство азотной кислоты в агрегатах большой единичной мощности / Под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1985. – 464 с.

9. Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной мощности / Под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1990. – 288 с.

10. Горловский Д.М., Альтшуер Л.Н., Кучерявый В.И. Технология карбамида. – Л.: Химия, 1981. – 320 с.

11. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. – Л.: Химия, 1989. – 352 с.

12. Расчеты по технологии неорганических веществ / Под ред. М.Е. Позина. – Л.: Химия, 1977. – 496 с.

13. Технология связанного азота. Ч.1.: Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ / Составитель Л.В. Кузнецов. – Череповец: ЧГУ. – 47 с. Методичка № 4677.

Программно-информационные источники. Кроме традиционных бумажных источников следует использовать возможности информационных технологий: 1) литература (учебная, научная, статьи и др.) в электронной форме в Интернете; 2) Использование универсальных средств компьютеной математики и пакетов моделирующих программ, например, Mathcad и Chemcad. Кроме того, возможности программирования, неговоря об обычных офисных программах.

Методические указания студентам. В отличие от других дисциплин, на ХТНВ нет жесткого разграничения между лекцией и практическим занятием, поэтому проводятся лекционно-практические занятия. На каждом занятии необходимы справочные материалы и научный калькулятор (с фунциями логарифмов). Необходимый справочный материал (схемы, графики, таблицы справочных данных и др.) выдается в электронном варианте.

Организационные вопросы. 1) На лабораторных необходим халат. Без халата в лаборатории запрещается работать. 2) Если пропуск занятия по болезни – справка. 4) Остальные причины – заранее предупредить. 5) Пропуски без уважительной причины лабораторных и практических занятий не допускаются – обязательно последует отработка. Много пропущенных лекций – студенту необходимо представить конспект пропущенных лекций.

Степень подготовки студентов по уровням. После изучения дисциплины студент должен знать:

Современное состояние ХТНВ, продукты неорганической и органической технологии, области их применения, основные направления развития ХТНВ. Классификацию процессов ХТНВ, сырьевые источники для получения продуктов ХТНВ, общие закономерности и основные принципы переработки минерального и иного сырья для получения продукции ХТНВ, роль вторичных материальных ресурсов для производства продукции. Показатели эффективности протекания процессов ХТНВ и их методы расчета, расчет расходных коэффициентов, влияние физико-химических факторов на показатели эффективности. Основной неорганический и органический синтез, физико-химическую сущность протекающих процессов, принципиальные технологические схемы производства продуктов основного неорганического и органического синтеза, показатели качества продукции. Минеральные удобрения, их классификацию по видам питательных веществ, их содержанию и физиологическому воздействию. Современные технологии производства кислот, азотных и минеральных удобрений , достоинства и недостатки технологий и пути дальнейшего совершенствования. Современные технологии получения щелочей, соды и содопродуктов. Катализаторы и адсорбенты в ХТНВ, их основные характеристики и методы получения, совершенствование технологических процессов с использованием новых видов катализаторов и адсорбентов.Современные технологии ацетилена, метанола и других органических продуктов. Материальные и тепловые балансы в ХТНВ, их цели и методики расчета, расчет основной аппаратуры. Экологические проблемы в ХТНВ и пути их разрешения.

Студент должен уметь: пользоваться учебной, методической, справочной и периодической литературой; “читать” технологические схемы; проводить расчеты показателей эффективности протекания технологических процессов, расчеты расходных коэффициентов по сырью; выполнять расчеты материальных и тепловых балансов, расчет основной аппаратуры; проводить сопоставление альтернативных вариантов технологического процесса по критерию эффективности; выполнять анализы основных показателей качества продукции ХТНВ.

Студент должен быть ознакомлен с основными производствами ХТНВ г. Череповца.

 

Список вопросов для самостоятельного изучения в 1-м семестре

 

1. Азот и его роль в природе, круговорот азота. Методы фиксации атмосферного азота. Сырье для производства аммиака, способы получения азота и водорода. Состав воздуха и природного газа и требования к их качеству.

2. Конверсия метана и оксида углерода (II), очистка газов в производстве технологического газа для синтеза аммиака. Стадии получения синтез-газа в производстве аммиака. Очистка природного газа от сернистых соединений. Конверсия метана водяным паром, равновесие процесса. Расчет равновесного состава газа при паровой конверсии метана.

3. Очистка конвертированного газа от диоксида углерода. Основные особенности процесса очистки газа от диоксида углерода. Моноэтаноламиновая очистка (МЭА-очистка). Очистка конвертированного газа от диоксида углерода по методу “Карсол”. Тонкая очистка конвертированного газа от кислородосодержащих соединений (метанирование).

4. Синтез аммиака. Физико-химические свойства аммиака. Требования к качеству жидкого аммиака. Физико-химические основы процесса синтеза аммиака: равновесие реакции синтеза аммиака; фазовое равновесие в системе «газ-жидкость».

5. Энерготехнологический принцип построения схемы производства аммиака из природного газа. Энерготехнологическая схема. Технологические особенности производства технологического газа и синтеза аммиака.

6. Технология неконцентрированной азотной кислоты. Требования к качеству, сырье, стадии производства. Контактное окисление аммиака: равновесие, кинетика, катализаторы, тепловой эффект. Расчет процесса парообразования в котле-утилизаторе. Окисление оксида азота (II): равновесие и кинетика реакций.

 

Список вопросов, выносимых на зачет в 1-м семестре

 

1. Азот и его значение в природе. Круговорот азота.

2. Методы фиксации атмосферного азота.

3. Сырье для производства аммиака. Способы получения азота и водорода. Состав природного газа и воздуха.

4. Конверсия метана. Равновесие процесса. Расчет равновесного состава газа.

5. Двухступенчатая конверсия метана: окислители, теплоносители и состав газов.

6. Оборудование конверсии метана I ступени (многорядная трубчатая печь).

7. Оборудование конверсии метана II ступени: шахтный реактор.

8. Катализаторы конверсии метана I и II ступени. Кинетика процесса. Механизм процесса.

9. Материальный баланс конверсии метана I ступени.

10. Тепловой баланс конверсии метана I ступени.

11. Конверсия монооксида углерода. Равновесие процесса. Катализаторы конверсии I и II ступени.

12. Кинетика и механизм реакции конверсии СО. Аппаратурное оформление процесса.

13. Материальный баланс конверсии СО I ступени.

14. Тепловой баланс конверсии СО I ступени.

15. Очистка природного газа от сернистых соединений. Узел сероочистки в технологической схеме.

16. Очистка конвертированного газа от СО₂. Абсорбционная очистка, требования к абсорбенту. МЭА-очистка: равновесие, кинетика.

17. Технологическая схема узла МЭА-очистки и регенерации раствора.

18. Поташная очистка газа от СО₂. Метод “Карсол”. Преимущества и недостатки по сравнению с МЭА-методом.

19. Тонкая очистка конвертированного газа от кислородосодержащих соединений.

20. Получение синтез-газа в агрегате аммиака производительностью 1360 т/сутки.

21. Энерготехнологический принцип построения схем получения конвертированного газа и синтеза аммиака. Энерготехнологическая схема.

22. Физико-химические свойства аммиака. Требования к качеству продукционного аммиака по ГОСТ.

23. Равновесие реакции синтеза аммиака. Тепловой эффект реакции. Фазовые равновесия в системе “газ-жидкость”.

24. Кинетика и катализаторы процесса синтеза аммиака. Механизм реакции синтеза аммиака.

25. Колонна синтеза аммиака, устройство. Распределение катализатора по высоте колонны. Потоки в колонне. Температурный режим.

26. Промышленная схема узла синтеза аммиака в агрегате АМ-76.

27. Расчет содержания аммиака в газовом тракте узла синтеза и объема катализатора синтеза.

28. Азотная кислота, применение. Требования к качеству неконцентрированной азотной кислоты по ОСТ. Технологические особенности производства. Сырье и материалы. Стадии производства.

29. Контактное окисление аммиака. Равновесие, кинетика, катализаторы и тепловой эффект.

30. Расчет основных показателей процесса окисления аммиака и параметров катализаторных сеток.

31. Окисление оксида азота (II). Равновесие и кинетика реакций.

 

Зачет по результатам домашней контрольной работы, практических аудиторных работ и лабораторных работ.

 

Список вопросов, выносимых на Экзамен во 2-м семестре

 

1. Конверсия метана. Равновесие процесса. Расчет равновесного состава газа.

2. Двухступенчатая конверсия метана: окислители, теплоносители и состав газов.

3. Оборудование конверсии метана I ступени (многорядная трубчатая печь).

4. Оборудование конверсии метана II ступени: шахтный реактор.

5. Катализаторы конверсии метана I и II ступени. Кинетика процесса. Механизм процесса.

6. Материальный баланс конверсии метана I ступени.

7. Тепловой баланс конверсии метана I ступени.

8. Конверсия монооксида углерода. Равновесие процесса. Катализаторы конверсии I и II ступени.

9. Кинетика и механизм реакции конверсии СО. Аппаратурное оформление процесса.

10. Материальный баланс конверсии СО I ступени.

11. Тепловой баланс конверсии СО I ступени.

12. Очистка природного газа от сернистых соединений. Узел сероочистки в технологической схеме.

13. Очистка конвертированного газа от СО₂. Абсорбционная очистка, требования к абсорбенту. МЭА-очистка: равновесие, кинетика.

14. Поташная очистка газа от СО₂. Метод “Карсол”. Преимущества и недостатки по сравнению с МЭА-методом.

15. Тонкая очистка конвертированного газа от кислородосодержащих соединений.

16. Получение синтез-газа в агрегате аммиака производительностью 1360 т/сутки.

17. Энерготехнологический принцип построения схем получения конвертированного газа и синтеза аммиака. Энерготехнологическая схема.

18. Кинетика и катализаторы процесса синтеза аммиака. Механизм реакции синтеза аммиака.

19. Колонна синтеза аммиака, устройство. Распределение катализатора по высоте колонны. Потоки в колоне. Температурный режим.

20. Промышленная схема узла синтеза аммиака в агрегате АМ-76.

21. Расчет содержания аммиака в газовом тракте узла синтеза и объема катализатора синтеза.

22. Контактное окисление аммиака. Равновесие, кинетика, катализаторы и тепловой эффект.

23. Расчет основных показателей процесса окисления аммиака и параметров катализаторных сеток.

24. Окисление оксида азота (II). Равновесие и кинетика реакций.

25. Переработка оксидов азота в неконцентрированную азотную кислоту: механизм, кинетика, равновесие. Расчет равновесного состава NO_х над кислотой.

26. Очистка хвостового газа от остаточных оксидов азота. Низкотемпературная селективная каталитическая очистка.

27. Технологическая схема производства неконцентрированной азотной кислоты под давлением 0,716 МПа. Расходные коэффициенты на 1 т HNO₃.

28. Расчет материального баланса первой тарелки абсорбционной колонны.

29. Расчет теплового баланса первой тарелки абсорбционной колонны.

30. Аммиачная селитра. Физико-химические свойства. Требования к качеству продукта по ГОСТ. Технологические особенности производства аммиачной селитры.

31. Полиморфизм и гигроскопичность селитры. Слеживаемость и ее предотвращение.

32. Стадия нейтрализации в производстве аммиачной селитры. Аппарат ИТН. Упарка раствора в выпарном аппарате.

33. Технологическая схема производства аммиачной селитры в агрегате АС-72М. Расходные коэффициенты на 1 т аммиачной селитры.

34. Расчет материального баланса процесса нейтрализации азотной кислоты аммиаком.

35. Расчет теплового баланса процесса нейтрализации.

36. Физико-химические свойства карбамида. Требования к качеству продукционного карбамида по ГОСТ.

37. Равновесие и скорость реакций при получении растворов карбамида.

38. Диаграмма состояния системы. Оптимальные условия процесса синтеза карбамида. Технологические особенности производства карбамида.

39. Технологическая схема стриппинг-процесса получения карбамида по способу фирмы “Стамикарбон”.

40. Материальный баланс конденсатора высокого давления в производстве карбамида.

41. Экономический анализ укрупнения агрегатов в химической промышленности. Расчет показателей на примере одного из производств ТСА.

42. Экологические последствия укрупнения агрегатов. Расчет аварийного выброса токсичных веществ с агрегатов разной мощности.

43. Производство фосфорной кислоты. Способы производства и применение фосфорной кислоты. Свойства фосфорных кислот.

44. Фосфатное сырье для производства ЭФК. Химизм процесса взаимодействия фосфатов с кислотами.

45. Скорость процесса разложения фосфатов. Кристаллизация сульфата кальция и условия образования крупнокристаллического осадка.

46. Устройство экстракторов. Растворимость сульфата кальция. Стабильные и метастабильные фазы.

47. Технологическая схема производства ЭФК в дигидратном режиме.

48. Показатели экстракции фосфорной кислоты.

49. Методика расчета материального баланса отделения экстракции и фильтрации в производстве дигидратной ЭФК.

50. Расходные коэффициенты в производстве ЭФК дигидратным способом. Основные направления совершенствования технологии ЭФК.

 

Экзамен письменный: 2 теоретических вопроса.

 

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ХТНВ

 

1. Технология связанного азота: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию /Составитель Л.В. Кузнецов. – Череповец: ЧГУ, 1998. – 26 с. Методичка № 4786.

2. Указания к практическим занятиям по дисциплине “Химическая технология неорганических веществ”. Ч.1. Материальный и тепловой балансы процессов химической технологии неорганических веществ при сжигании газообразного топлива: Учебно-методическое пособие / Составитель Л.В. Кузнецов. – Череповец: ЧГУ, 2005. – 46 с. Методичка № 7319.

3. Указания к практическим занятиям по дисциплине “Химическая технология неорганических веществ”. Ч.2. Испарение и конденсация влаги в расчетах технологических потоков: Учебно-методическое пособие /Составитель Л.В. Кузнецов. – Череповец: ЧГУ, 2005. – 55 с. Методичка № 7610.

4. Соколов Р.С. Химическая технология: Учеб. пособие для вузов. В 2 т. – М: ВААДОС, 2000. – Т. 1. Химическое производство в антропогенной деятельности. Основные вопросы химической технологии. Производство неорганических веществ. – 368 с.

5. Соколов Р.С. Химическая технология: Учеб. пособие для вузов. В 2 т. – М.: Владос, 2000. – Т. 2. Металлургические процессы. Переработка химического топлива. Производство органических веществ и полимерных материалов. – 448 с.

6. Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1985. – 384 с.

7. Амелин А.Г. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1983. – 360 с.

8. Справочник сернокислотчика / Под ред. К. М. Малина. – М.: Химия, 1971. – 744 с.

9. Терещенко Л.Я. и др. Производство фосфорной и серной кислот: Пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Л.: СЗПИ, 1968. – 158 с.

10. Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты. – Л.: Химия, 1981. – 224 с.

11. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. – СПб.: АНО НПО “Мир и семья”, 2002. – 1280 с.

12. Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч.1. – СПб.: АНО НПО “Мир и семья”, АНО НПО “Профессионал”, 2002. – 988 с.

13. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. Ч.1. – СПб.: АНО НПО “Профессионал”, 2004 г. – 848 с.

14. Расчеты по технологии неорганических веществ /Под ред. П.В. Дыбиной. – М.: Высшая школа, 1967. – 524 с.

15. Методы расчетов по технологии связанного азота / В.И. Атрощенко и др. Под ред. В.И. Атрощенко. – Киев: Вища школа, 1978. – 312 с.

16. Катализаторы в азотной промышленности /Под ред. В.И. Атрощенко. – Харьков: Вища школа, 1977. – 144 с.

17. Технология катализаторов /И.П. Мухленова и др. – Л.: Химия, 1979. – 328 с.

18. Сеттерфилд Ч. Практический курс гетерогенного катализа. – М.: Наука, 1991. – 520с

19. Девятых Г.Г., Еллиев Ю.Е. Введение в теорию глубокой очистки веществ. – М.: Наука, 1981. – 320 с.

20. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. – М.: Химия, 1988. – 592 с.

21. Капкин В.Д. и др. Технология органического синтеза. – М.: Химия, 1987. – 400 с.

22. Кучерявый В.И., Лебедев В.В. Синтез и применение карбамида. – Л.: Химия, 1970. – 448 с.

23. Позина М.Б., Балабанович Я.К. Технология глинозема и щелочей. – Л.: СЗПИ, 1979. – 77 с.

24. Гутник С.П. и др. Расчеты по технологии органического синтеза. – М.: Химия, 1988. – 272 с.

25. Журнал “Химическая промышленность” за 1980 – 2003 г.г.

26. Журнал прикладной химии за 1980 – 2003 г.г.

27. Химическая промышленность за рубежом: обзорная информация НИИТЭхим. Выпуски за 1980 – 2003 г.г.

28. Журнал “Химическая промышленность сегодня” за 2004 – 2009 г.г.

29. Журнал “Научно-технические новости”, издательство ЗАО “Инфохим”, за 2003 – 2005 г.г.

30. Основы проектирования химических производств: Учебник для вузов /Под ред. Михайличенко. – М.: ИКЦ “Академкнига”, 2005. – 332 с.

31. Швыдкий В.С., Ладыгачев М.Г. Очистка газов: Справочное издание. – М.: Теплоэнергетик, 2002. – 640 с.

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

В 10-м семестре по дисциплине ХТНВ предусмотрен курсовой проект. Темы курсового проекта желательно связывать с будущей темой дипломного проекта. Если студент не может самостоятельно сформулировать тему и составить задание, то ему выдается тема и задание на усмотрение преподавателя, необязательно совпадающая с темой дипломного проектирования.