Химическая технология неорганических кислот, оснований и солей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА г. СЕМЕЙ
Документ СМК 3
УМКД
УМКД 042-18-10.1.49
уровня
/01-2013
УМКД
Редакция № 1
программа дисциплины
от 18.09.2013 г.
«Химическая
технология
неорганических кислот,
оснований и солей»
для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Химическая технология неорганических кислот, оснований и солей»
для специальности 5В072000 – «Химическая технология неорганических
веществ»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2013
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 2 из 16
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 3 из 16
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание учебной дисциплины (модуля)
Перечень тем для самостоятельной работы
студентов
Учебно-методическая карта по дисциплине
Карта обеспеченности учебно-методической
литературой
Литература
4
4
4
5
7
8
14
15
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 4 из 16
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебнометодического комплекса, по дисциплине «Химическая технология
неорганических кислот, оснований и солей», предназначена для студентов
специальности «5В072000» – «Химическая технология неорганических
веществ».
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает
порядок организации учебного процесса по дисциплине «Химическая
технология неорганических кислот, оснований и солей» в соответствии с
требованиями и рекомендациями следующих документов:
- Государственный общеобязательный стандарт высшего образования
РК, постановление № 1080 от 23 августа 2012 года;
- Типовой учебный план специальности «5В072000» – «Химическая
технология неорганических веществ», приказ № 158 от « 10 » апреля 2012
года;
- СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;
- ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и содержание
учебно-методических комплексов дисциплин».
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Краткое содержание дисциплины:
Дисциплина «Химическая технология неорганических кислот,
оснований и солей» соответствует стандарту основного высшего образования
специальности 5В072000-Химическая технология неорганических веществ,
является одной из основных, входящих в цикл общеспециальных дисциплин,
изучаемых студентами данной специальности. Она предусматривает
изучение
общих
закономерностей
и
технологии
производства
неорганических кислот, оснований, солей и предшествует более подробному
изучению дисциплин специализации.
3.2 Цель изучения дисциплины: сформировать у студентов представления об
основной продукции, используемых видах сырья, промышленных методах
производства кислот, оснований и солей.
3.3 Основная задача изучения дисциплины:
- рассмотрение теоретических основ и технологических схем производства
некоторых неорганических кислот, оснований и солей; описание сырьевой
базы производства, а также аппаратурного оформления этих производств.
3.4 Результаты обучения:
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 5 из 16
В результате изучения дисциплины студент должен:
 знать основные явления и процессы, связанные с производством
неорганических веществ, свойства и показатели качества исходных
материалов и продуктов реакции, технологию и общие принципы
осуществления распространенных процессов;
 владеть знаниями об основных способах получения некоторых
распространенных минеральных кислот, оснований и солей, их значении в
народном хозяйстве;
 усвоить технику химических расчетов на основе полученных данных
эксперимента;
 уметь производить расчеты материальных и тепловых потоков в
производстве неорганических кислот, оснований и солей;
 понимать основные научно-технические проблемы и перспективы
развития технологии неорганических кислот, оснований и солей;
 иметь комплекс знаний по химии, необходимого для успешного
изучения последующих дисциплин;
 приобрести навыки самостоятельной работы над учебной и
специальной литературой, проведения химических экспериментов, по
обобщению наблюдаемых фактов и полученных данных при выполнении
лабораторных опытов и закреплению теоретического материала.
3.5 Пререквизиты курса:
 Теоретическая неорганическая химия,
 органическая химия,
 аналитическая химия,
 физическая химия,
 коллоидная химия,
 общая химическая технология.
3.6 Постреквизиты курса:
 Оборудования и основы проектирования,
 Дипломный проект.
3.7 Выписка из рабочего учебного плана:
Таблица 1
Курс Семестр Креди
ЛК
СПЗ
ЛБ
СРСП СРС Все
Форма
ты
час.
час.
час.
час.
час.
го
итогового
час. контроля
3
5
2
15
15
15
45
90
экзамен
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Наименование тем и их содержание
Таблица 2
Количество
часов
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 6 из 16
МИКРОМОДУЛЬ 1 «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ
КИСЛОТ»
Лекционные занятия
Введение. Характеристика основных неорганических кислот,
1
оснований и солей. Характеристика и классификация сырья.
Использование отходов производства как вторичных
материальных ресурсов
Технология основного неорганического синтеза. Основные
1
промышленные газы и синтез-газы в технологии
неорганических веществ
Производство азотсодержащих веществ и материалов.
1
Технология получения аммиака
Технология получения азотной кислоты
1
Технология соляной кислоты
1
Технология
серной
кислоты:
значение,
масштабы
1
производства, принципы размещения установок, сырье
Технология контактного способа производства серной
1
кислоты
Технология нитрозного способа производства серной кислоты
1
Технология экстракционного способа получения фосфорной
1
кислоты
Технология возгонки фосфора из фосфатов
1
Технология термического способа получения фосфорной
1
кислоты
Практические занятия
Характеристика и классификация сырья. Использование
1
отходов производства
Технология получения азота, кислорода, водорода
1
Технология аммиака. Стадии получения из азота и водорода.
1
Катализаторы синтеза аммиака
Технология получения разбавленной и концентрированной
1
азотной кислоты
Технология соляной кислоты
1
Значение и масштабы производства серной кислоты. Сырье
1
для получения кислоты. Технология производства
сернистого газа
Технология производства серной кислоты контактным
1
способом
Технология нитрозного способа получения серной кислоты
1
Фосфорная кислота: физико-химические свойства,
1
применение. Фосфолеум. Сравнительная характеристика
различных способов получения экстракционной фосфорной
кислоты. Перспективы развития производства
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 7 из 16
Технология электровозгонки фосфора из фосфатов
1
Технология и перспективы совершенствования термического
1
способа получения фосфорной кислоты
МИКРОМОДУЛЬ 2 «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ОСНОВАНИЙ И СОЛЕЙ»
Производство щелочей. Технология получения каустической
1
соды
Технология получения едкого калия и гидроксида аммония
1
Технология
неорганических
солей.
Производство
1
кальцинированной соды, пищевой соды, фосфатов натрия.
Технология сульфатов и сульфидов натрия. Технология
1
производства хромсодержащих солей
Практические занятия
Едкий натрий: физико-химические свойства, применение.
1
Технология получения едкого натрия. Особенности и
недостатки методов
Едкий калий и гидроксид аммония: физико-химические
1
свойства, применение. Технология получения едкого калия и
гидроксида аммония. Особенности и недостатки методов
Натрийсодержащие природные соли, добыча и переработка.
1
Технологии кальцинированной соды и пищевой соды:
свойства, применение, основные способы и стадии
производства, отходы и интенсификация производства
Технологии хромсодержащих солей: сырье, применение,
1
основные способы и стадии производства, отходы и
интенсификация производства
5 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
5.1. Добыча, транспортировка, хранение, сортировка, измельчение,
агломерация, обогащение, очистка природного сырья.
5.2. Расчет расходных норм сырья, вспомогательных веществ, реагентов,
топлива, воды для производства неорганических кислот, оснований,
солей.
5.3. Основные синтез-газы и промышленные газы. Разделение воздуха на
компоненты методом глубокого охлаждения. Сравнение методов
получения азота, кислорода и водорода.
5.4. Развитие производства синтетического аммиака. Современные
методы получения азотоводородной смеси.
5.5. Современные технологические схемы производства азотной кислоты.
5.6. Расчет материального баланса производства азотной кислоты.
5.7. Кислородные кислоты хлора (хлорноватистая, хлористая,
хлорноватая). Бромистоводородная и иодистоводородная кислоты.
5.8. Расчет материального баланса производства соляной кислоты.
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 8 из 16
5.9. Расчет материального баланса производства бромистоводородной и
иодистоводородной кислот.
5.10 Сера и ее соединения. Способы получения элементной серы и
диоксида серы.
5.11. Основные требования к катализаторам. Классификация, методы
приготовления. Пористая структура.
5.12. Основные методы производства катализаторов: осаждение,
пропитка, смешение, плавление. Цеолиты.
5.13. Расчет материального баланса производства серной кислоты.
5.14. Комбинированные способы получения экстракционной фосфорной
кислоты.
5.15. Расчет материальных и тепловых потоков производства фосфорной
кислоты.
5.16. Сравнительная характеристика содовых продуктов и технологии их
производства.
5.17. Расчет материального баланса производства каустической соды.
5.18. Расчет материального баланса производства кальцинированной
соды.
5.19. Сравнительная характеристика способов производства фосфатов
натрия. Технология реактивных фосфорных солей.
5.20. Расчет материальных и тепловых потоков производства
триполифосфата натрия.
5.21. Сравнительная характеристика способов производства сульфата и
сульфида натрия.
5.22. Расчет материального баланса производства сульфата и сульфида
натрия.
5.23. Производство фтористых солей из плавиковой кислоты. Криолит.
Фторид алюминия.
5.24. Производство карбоната калия. Способы получения поташа.
5.25. Способы получения сульфатов хрома. Способы получения хромовых
квасцов.
5.26. Расчет материального баланса производства хромата и бихромата
натрия.
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Тема
ЛекционПрактического
ного
занятия
занятия
Введение. Характеристика и
Характери классификация сырья.
Наглядные
Вопросы для
пособия,
самостоятельного
ТСО,
изучения
плакаты,
стенды
Схемы,
1.
Добыча,
рисунки
транспортировка,
Таблица 3
Форма
контро
ля
Текущий
УМКД 042-18-10.1.49/012013
стика
основных
неорганич
еских
кислот,
оснований
и солей.
Характери
стика
и
классифик
ация
сырья.
Использов
ание
отходов
производс
тва
как
вторичных
материаль
ных
ресурсов
Технологи
я
основного
неорганич
еского
синтеза.
Основные
промышле
нные газы
и синтезгазы
в
технологи
и
неорганич
еских
веществ
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
Использование
отходов производства
Технология
получения
азота,
кислорода, водорода
Схемы,
таблицы
стр. 9 из 16
хранение,
сортировка,
измельчение,
агломерация,
обогащение,
очистка природного
сырья.
2. Расчет расходных
норм
сырья,
вспомогательных
веществ, реагентов,
топлива, воды для
производства
неорганических
кислот, оснований,
солей.
контроль
3. Основные синтезгазы
и
промышленные
газы.
Разделение
воздуха
на
компоненты
методом глубокого
охлаждения.
Сравнение методов
получения
азота,
кислорода
и
водорода.
Текущий
контроль
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Производс
тво
азотсодер
жащих
веществ и
материало
в.
Технологи
я
получения
аммиака
Технологи
я
получения
азотной
кислоты
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 10 из 16
Технология аммиака. Рисунки, 4.
Развитие
Стадии получения из таблицы, производства
азота и водорода. диаграммы, синтетического
Катализаторы синтеза
схемы,
аммиака.
аммиака
графики
Современные
методы получения
азотоводородной
смеси.
Текущий
контроль
Технология
получения
разбавленной
и
концентрированной
азотной кислоты
Текущий
контроль
Технологи Технология соляной
я соляной кислоты
кислоты
Таблицы,
плакаты
Схемы,
плакаты
5.
Современные
технологические
схемы производства
азотной кислоты.
6.
Расчет
материального
баланса
производства
азотной кислоты.
7.
Кислородные
кислоты
хлора
(хлорноватистая,
хлористая,
хлорноватая).
Бромистоводородна
я
и
иодистоводородная
кислоты.
8.
Расчет
материального
баланса
производства
соляной кислоты.
9.
Расчет
материального
баланса
производства
бромистоводородно
й
и
иодистоводородной
кислот.
Текущий
контроль
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Технологи
я серной
кислоты:
значение,
масштабы
производс
тва,
принципы
размещен
ия
установок,
сырье
Технологи
я
контактно
го способа
производс
тва серной
кислоты
Технологи
я
нитрозног
о способа
производс
тва серной
кислоты
Технологи
я серной
кислоты:
значение,
масштабы
производс
тва,
принципы
размещен
ия
установок,
сырье
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
Значение и
масштабы
производства серной
кислоты. Сырье для
получения кислоты.
Технология
производства
сернистого газа
Технология
производства серной
кислоты контактным
способом
стр. 11 из 16
Таблица
10. Сера и ее Текусоединения.
щийко
Способы получения
нтэлементной серы и роль
диоксида серы.
Рисунки,
таблицы
11.
Основные
требования
к
катализаторам.
Классификация,
методы
приготовления.
Пористая структура.
Текущий
контроль
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Технологи
я
контактно
го способа
производс
тва серной
кислоты
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
Технология
нитрозного способа
получения серной
кислоты
Технологи
я
экстракци
онного
способа
получения
фосфорно
й кислоты
Схемы,
рисунки
Фосфорная кислота:
физико-химические
свойства,
применение.
Фосфолеум.
Сравнительная
характеристика
различных способов
получения
экстракционной
фосфорной кислоты.
Перспективы
развития
производства
Технологи Технология
я возгонки электровозгонки
фосфора
фосфора из фосфатов
из
фосфатов
Рисунки,
схемы
Технологи
я
термическ
ого
способа
получения
фосфорно
й кислоты
Производс
Технология
и
перспективы
совершенствования
термического способа
получения фосфорной
кислоты
Рисунки,
схемы
Едкий
Рисунки,
натрий:
Рисунки,
схемы
стр. 12 из 16
12.
Основные
методы
производства
катализаторов:
осаждение,
пропитка,
смешение,
плавление.
Цеолиты.
13.
Расчет
материального
баланса
производства
серной кислоты.
Текущий
контроль
Текущий
контроль
14.
Комбинированные
способы получения
экстракционной
фосфорной
кислоты.
15.
Расчет
материальных
и
тепловых потоков
производства
фосфорной
кислоты.
Текущий
контроль
16.
Теку-
Сравнительная
Текущий
контроль
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
тво
щелочей.
Технологи
я
получения
каустичес
кой соды
физико-химические
свойства,
применение.
Технология
получения
едкого
натрия. Особенности
и недостатки методов
схемы
Технологи
я
получения
едкого
калия
и
гидроксид
а аммония
Едкий
калий
и
гидроксид аммония:
физико-химические
свойства,
применение.
Технология
получения
едкого
калия и гидроксида
аммония.
Особенности
и
недостатки методов
Натрийсодержащие
природные
соли,
добыча
и
переработка.
Технологии
кальцинированной
соды
и
пищевой
соды:
свойства,
применение,
основные способы и
стадии производства,
отходы
и
интенсификация
производства
Технологии
хромсодержащих
солей:
сырье,
применение,
основные способы и
стадии производства,
отходы
и
интенсификация
производства
Рисунки,
схемы
Технологи
я
неорганич
еских
солей.
Производс
тво
кальцинир
ованной
соды,
пищевой
соды,
фосфатов
натрия.
Технологи
я
сульфатов
и
сульфидов
натрия.
Технологи
я
производс
Рисунки,
схемы
Рисунки,
схемы
стр. 13 из 16
характеристика
содовых продуктов
и технологии их
производства.
17.
Расчет
материального
баланса
производства
каустической соды.
18.
Расчет
материального
баланса
производства
кальцинированной
соды.
19. Сравнительная
характеристика
способов
производства
фосфатов натрия.
Технология
реактивных
фосфорных солей.
20.
Расчет
материальных
и
тепловых потоков
производства
триполифосфата
натрия.
21. Сравнительная
характеристика
способов
производства
сульфата
и
сульфида натрия.
22.
Расчет
материального
баланса
щий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
тва
хромсодер
жащих
солей
7 КАРТА
ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
ЛИТЕРАТУРОЙ
Наименование учебников, учебнометодических пособий
Ахметов Т.Г., Порфирьев Р.Т., Гайсин
Л.Г., Ахметова Л.Т., Каримов Я.М.
Химическая технология неорганических
веществ: В 2кн. Кн. 1. – М.: ВШ, 2002. 688 с.
Ахметов Т.Г., Порфирьев Р.Т., Гайсин
Л.Г., Ахметова Л.Т., Каримов Я.М.
Химическая технология неорганических
веществ: В 2кн. Кн. 2. – М.: ВШ, 2002. 533 с.
Ахметов Т.Г. Химическая технология
стр. 14 из 16
производства
сульфата
и
сульфида натрия.
23. Производство
фтористых солей из
плавиковой
кислоты. Криолит.
Фторид алюминия.
24.
Производство
карбоната
калия.
Способы получения
поташа.
25.
Способы
получения
сульфатов
хрома.
Способы получения
хромовых квасцов.
26.
Расчет
материального
баланса
производства
хромата
и
бихромата натрия.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
Количество экземпляров
1
Таблица 4
КоличеПроство
цент
студен- обеспетов
ченности
2
50
1
2
50
1
2
50
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 15 из 16
неорганических веществ. - М., 2002. - 688
с.
Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая
1
2
50
химическая
технология
и
основы
промышленной экологии: Учебник для
ВУЗов. – М.: Химия, 1999. – 472 с.
Тетеревков А.И., Печковский В.В.
1
2
50
Оборудование заводов неорганических
веществ и основы проектирования. –
Минск: ВШ, 1981. - 335 с.
Позин М.Е., Копылеев Б.А., Бельченко
1
2
50
Г.В., Терещенко Л.Я., Орехов И.И.,
Дмитревский Б.А., Зубов В.В. Расчеты по
технологии неорганических веществ. –
Ленинград: Химия, 1977. - 496 с.
Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова
1
2
50
А.М.,
Блинова
Ж.С.
Технология
неорганических веществ и минеральных
удобрений. – М., 1983. - 432 с.
Мельников
Е.Я.
Технология
1
2
50
неорганических веществ и минеральных
удобрений. - М., 1983. - 432 с.
Краткий справочник физико-химических
1
2
50
величин/С.-П.: «Иван Федоров», 2003.
8 ЛИТЕРАТУРА
8.1 Основная литература
8.1.1 Ахметов Т.Г., Порфирьев Р.Т., Гайсин Л.Г., Ахметова Л.Т., Каримов
Я.М. Химическая технология неорганических веществ: В 2кн. Кн. 1. – М.:
ВШ, 2002. - 688 с.
8.1.2 Ахметов Т.Г., Порфирьев Р.Т., Гайсин Л.Г., Ахметова Л.Т., Каримов
Я.М. Химическая технология неорганических веществ: В 2кн. Кн. 2. – М.:
ВШ, 2002. - 533 с.
8.1.3 Ахметов Т.Г. Химическая технология неорганических веществ. - М.,
2002. - 688 с.
8.1.4 Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы
промышленной экологии: Учебник для ВУЗов. – М.: Химия, 1999. – 472 с.
8.1.5. Тетеревков А.И., Печковский В.В. Оборудование заводов
неорганических веществ и основы проектирования. – Минск: ВШ, 1981. - 335
с.
8.1.6 Позин М.Е., Копылеев Б.А., Бельченко Г.В., Терещенко Л.Я., Орехов
И.И., Дмитревский Б.А., Зубов В.В. Расчеты по технологии неорганических
веществ. – Ленинград: Химия, 1977. - 496 с.
УМКД 042-18-10.1.49/012013
Редакция № 1
от 18.09.2013 г.
стр. 16 из 16
8.2 Дополнительная литература
8.2.1 Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С.
Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. – М., 1983. 432 с.
8.2.2 Мельников Е.Я. Технология неорганических веществ и минеральных
удобрений. - М., 1983. - 432 с.
8.2.3 Краткий справочник физико-химических величин/С.-П.: «Иван
Федоров», 2003.