Дисципліна: Загальна хімічна технологія (Екологія)

Кількість годин (кредитів ЄКТС): 120 (4)

Мета навчальної дисципліни: надати студентам глибокі теоретичні та практичні знання із закономірностей хімічної технології, техніки і технології головних хіміко-технологічних виробництв та їх організації, а також забезпечити студенту достатній хіміко-технологічний фундамент для вивчення дисциплін фаху, закласти підґрунтя та підготувати майбутніх інженерів до відповідальної позиції для участі у дослідженнях та розвитку, плануванні, технологічному обслуговуванні, промисловому виробництві, продажу технологій та управлінні в широкому колі галузей хімічного виробництва.

Результати навчання за навчальною дисципліною:

знати:

- основні поняття і закономірності хімічної технології для основних хімічних виробництв;

- головні типи хіміко-технологічних процесів та типове обладнання до них;

- основи організації, техніку і технологію головних крупнотонажних виробництв;

вміти:

- застосовувати закономірності хімічної технології для оцінки і вибору техніки і технології конкретних хімічних виробництв;

- визначати рівень виробництва з позиції інженерно-еколого-економічної довершеності;

- визначати норми витрат головних сировинних матеріалів та їх вплив на якість одержуваної продукції.

Зміст дисципліни (тематика):

Тема 1. Теоретичні основи хімічної технології. Задачі та зміст курсу. Головні етапи розвитку хімічної технології. Перспективи розвитку галузі в Україні. Головні напрямки інтенсифікації розвитку хімічної техніки.

Тема 2. Основні поняття і визначення хімічного виробництва. Класифікація хімічних виробництв. Технологічні, економічні, експлуатаційні, соціальні показники хімічного виробництва. Обсяги виробництва основних продуктів хімічної промисловості. Розвиток та перебудова хімічних галузей промисловості в Україні.

Тема 3. Основні закономірності хімічної технології. Система процесів у хімічному реакторі. Поняття про хіміко-технологічний процес (ХТП). Класифікація і головні показники ХТП.

Тема 4. Рівновага хіміко-технологічних процесів. Взаємозв’язок між показниками ХТП.

Тема 5. Гомогенні та гетерогенні хіміко-технологічні процеси. Швидкість гомогенних процесів. Вплив на швидкість гомогенного ХТП температури, тиску, концентрації реагентів, каталізатора. Гетерогенні (некаталітичні) хіміко-технологічні процеси. Стадії гетерогенного ХТП. Швидкість, інтенсифікація ХТП. Кінетичні моделі гетерогенних ХТП.

Тема 6. Каталітичні хіміко-технологічні процеси. Суть та види каталізу. Види каталізаторів. Механізм каталітичного процесу. Основні каталітичні процеси у хімічній технології. Гомогенний каталіз. Гетерогенний каталіз на твердих каталізаторах. Вимоги до промислових каталізаторів.

Тема 7. Хіміко-технологічні системи. Принципи розроблення хіміко-технологічних систем. Структура та опис хіміко-технологічних систем (ХТС). Синтез та аналіз ХТС. Мета та завдання синтезу і аналізу ХТС. Методи та етапи розроблення ХТС. Технологічні концепції створення ХТС. Матеріальні та теплові баланси ХТС. Основні поняття ексергетичного аналізу ХТС як методу оцінки ефективності використання потенціалу енергії.

Тема 8. Сировинна та енергетична база виробництва. Класифікація і характеристика сировини. Принципи збагачення твердофазної і рідкофазної сировини. Розділення газових сумішей. Характеристика і класифікація паливно-енергетичних ресурсів. Енергопостачання і витрати енергії. Вторинні енергоресурси, їх джерела і класифікація.

Тема 9.  Вода в хімічній промисловості. Види і характеристика природних вод. Основні методи очищення та кондиціювання вод. Освітлення, очищення від завислих частинок, колоїдів, знезараження, зм’якшення, дегазація, нейтралізація води.

Тема 10. Хімічні реактори. Вимоги до хімічного реактора як основного апарата ХТС. Структурні елементи хімічного реактора. Класифікація, матеріальні та теплові баланси реактора. Реактори ідеального витіснення (РІВ). Реактори ідеального змішування (РІЗ). Реактори ідеального змішування періодичної та безперервної дії. Каскад реакторів ідеального змішування безперервної дії (КРІЗ – Б). Хімічні реактори з неідеальною структурою потоків.

Тема 11. Типові хіміко-технологічні процеси. Застосування та властивості сульфатної кислоти. Одержання сірки (IV) оксиду. Контактне окислення сірки (IV) до сірки (VI) оксиду. Абсорбція сірки (VI) окису з утворенням сульфатної кислоти. Фізико-хімічні основи процесу. Технологічна схема. Основне обладнання. Хімічна та функціональна схема виробництва сульфатної кислоти.

Тема 12. Технологія аміаку та нітратної кислоти. Фізико-хімічні основи синтезу аміаку. Одержання й очищення азотоводневої суміші. Технологія аміаку. Сорти і сфери застосування нітратної кислоти. Хімічна і функціональна схеми (моделі) виробництва слабкої нітратної кислоти. Технологічна схема виробництва розведеної нітратної кислоти.

Тема 13. Виробництво мінеральних добрив. Виробництво азотних добрив. Класифікація азотних добрив. Виробництво амонійної селітри. Хімізм процесу. Технологічна схема. Хімізм процесу. Застосування карбаміду. Хімізм процесу. Технологічна схема. Основне обладнання. Виробництво фосфорних добрив. Сировина, хімізм процесу. Функціональна і технологічна схема одержання подвійного суперфосфату поточним способом. Перспектива розвитку виробництва фосфорних добрив. Виробництво калійних добрив. Характеристика калійної сировини, способів виробництва калійних добрив та їх асортименту. Функціональна схема переробки полімінеральних калійних руд галургійним способом.

Тема 14. Виробництво соди. Види содових продуктів, їх характеристика, застосування. Хімічна, функціональна і технологічна схеми виробництва кальцинованої соди аміачним способом. Техніко-економічні показники і напрямки подальшого розвитку виробництва кальцинованої соди.

Тема 15. Електрохімічні та електротермічні виробництва. Електрохімічні виробництва каустичної соди і хлору. Електроліз водних розчинів натрію хлориду в електролізерах із твердим катодом, із рідким катодом. Електротермічні виробництва. Виробництво фосфору електротермічним способом. Виробництво кальцію карбіду.

Тема 16. Хімічне перероблення палив. Хімічне перероблення твердих палив. Коксування кам’яного вугілля. Перероблення коксового газу. Напівкоксування. Газифікація твердих палив. гідрогенізація вугілля. Перероблення нафти. Характеристика та класифікація нафт. Підготовка нафти до перероблення. Характеристика основних нафтопродуктів. Методи перероблення нафти і нафтопродуктів. Очищення нафтопродуктів.

Тема 17. Технологія силікатів. Виробництво кераміки. Виробництво скла. Виробництво в’яжучих матеріалів.

Тема 18. Основний органічний синтез. Дегідрування вуглеводнів. Виробництво ацетилену крекінгом метану. Термічний крекінг. Термоокислювальний крекінг. Електрокрекінг. Виробництво бутадієну (дивінілу ). Виробництво стиролу (вініл бензолу). Процеси гідрування. Синтез метилового спирту (метанолу). Виробництво етилового спирту прямою гідратацією етилену. Виробництво оцтового альдегіду (етаналю) гідратацією ацетилену. Окислення вуглеводнів. Виробництво оцтової (ацетатної) кислоти окисленням ацетальдегіду. Виробництво формальдегіду.

Види робіт: лекції, практичні заняття, самостійне опрацювання матеріалу, виконання індивідуальних завдань, виконання завдань для самоперевірки, виконання модульних контрольних робіт, складання іспиту.