МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для студентов по курсу

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для студентов по курсу
«ПРОЦЕССЫ ГЛУБОКОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
ПРИРОДНОГО ГАЗА»
При изучении разделов курса рекомендуется такая последовательность проработки
материала: 1) Основные источники органических веществ. Изменение источников
органических веществ для промышленности с развитием человечества в 19, 20, 21 веках:
уголь, нефть, газ; 2) Состав природного и попутных газов. Области потребления.
Особенности сырьевой базы процессов глубокой переработки углеводородного сырья; 3)
Краткая характеристика основных промышленных процессов глубокой переработки
углеводородных газов. Возможности и экономические предпосылки развития глубокой
переработки углеводородных газов.
Знание поточной или принципиальной технологической схемы процесса
предполагает ее описание по эскизу, не содержащему наименований аппаратов и
материальных потоков. Необходимо уяснить предназначение каждого элемента схемы,
иметь представление о конструкции реакторов и прочего основного оборудования в ней
— ректификационных колонн, сепараторов, печей, теплообменников, фильтров и других.
Студент должен иметь представление об основных методах синтеза различных
непредельных соединений из соответствующих предельных, методах получения сырья и
особенностей технологического оформления процессов. Студент должен иметь
представление оптимальных способах получения сырья и методах получения требуемого
соединения в зависимости от поставленной задачи, а также оценить эффективность
процесса.
Студент должен получить навыки работы с научно-технической литературой,
выполнив аналитический обзор источников за последние годы по заданной
преподавателем теме.
Следует иметь в виду, что успешное освоение предлагаемого материала
предполагает знание предыдущих дисциплин бакалавриата, таких как «Общая и
неорганическая химия», «Органическая химия», «Химия нефти», «Физическая и
коллоидная химия», «Общая химическая технология», «Процессы и аппараты
нефтепереработки и нефтехимии», «Технология переработки нефти и газа». По мере
необходимости студент должен самостоятельно восстановить в памяти соответствующие
разделы указанных дисциплин.
На самостоятельную работу студента в курсе отводится 18 часов.
Самостоятельная работа предусматривает подготовку к различным видам внутри
семестрового (коллоквиумы, лабораторные работы) и итогового (экзамен) контроля.
Ниже приведены вопросы для проверки усвояемости основных разделов курса.
Вопросы для самоконтроля по разделам курса.
1. Основные источники органических веществ. Изменение источников органических
веществ для промышленности с развитием человечества в 19, 20, 21 веках: уголь,
нефть, газ.
2. Состав природного и попутных газов. Области потребления
3. Особенности сырьевой базы процессов глубокой переработки углеводородного
сырья.
4. Краткая характеристика основных промышленных процессов глубокой
переработки углеводородных газов.
5. Возможности и экономические предпосылки развития глубокой переработки
углеводородных газов.
6. Пиролиз как процесс глубокого расщепления углеводородного сырья под действием
высоких температур.
7. Первоначальные причины возникновения пиролиза и видоизменение процесса.
8. Сырьё пиролиза. Особенности пиролиза на газовом, бензиновом, смешанном и
утяжелённом сырье.
9. Термодинамика и механизм процесса пиролиза. Состав продуктов пиролиза.
10. Технологическое оформление процесса: печи и змеевики пиролиза.
11. Современное развитие процесса: жёсткий режим, змеевики V поколения, печи
фирмы Lummus, борьба с коксообразованием, регулирование распределения
температур по длине змеевика.
12. Особенности расчёта селективности при пиролизе. Использование жидких
продуктов пиролиза.
13. Новые направления в пиролизе. Процесс Миллисеконд. Гидропиролиз.
14. Применение галогенсодержащих и пероксидных соединений.
15. Применение гетерогенных катализаторов (каталитический пиролиз) —
преимущества и недостатки процесса.
16. Рациональные схемы разделения газа пиролиза. Компримирование и осушка газов
пиролиза.
17. Необходимость ступенчатого компримирования и глубокой осушки газов пиролиза.
18. Технологическая схема компримирования и осушки газов пиролиза.
19. Фракционирование газов пиролиза. Конденсационно-ректификационный и
абсорбционно-ректификационный методы.
20. Разделение газов пиролиза при низком и высоком давлении: преимущества и
недостатки.
21. Принципиальная схема разделения газа пиролиза при высоком давлении. Схема
разделения водорода и метана. Схема работы метановой колонны с
турбодетандером.
22. Принцип теплового насоса. Схемы внешнего и внутренненго теплового насоса.
23. Схема этиленовой колонны с внутренним этиленом/этановым тепловым насосом.
Разделение газа пироза при низком давлении — схема фирмы Linde.
24. Очистка этилена. Выделение и концентрирование пропилена. Схема
концентрирования пропилена с использованием теплового насоса (при низком
давлении с компримированием дистиллята, при низком давлении с
компримированием остатка).
25. Области применения галогенпроизводных.
26. Хлорпроизводные углеводородов. Методы хлорирования. Метод замещения
(субститутивное галогенирование): механизм, сырьё, продукты реакции.
27. Метод присоединения (аддитивное хлорирование): сырьё и продукты реакции,
получение фосгена из оксида углерода.
28. Метод расщепления: дехлорирование, дегидрохлорирование, расщепление связи
углерод-углерод под действием хлора (хролориз), расщепление связи углеродуглерод под действием температуры (пиролиз).
29. Термическое хлорирование: условия и механизм реакции, побочные реакции.
Фотохимическое хлорирование: инициирование и ингибирование реакции.
30. Хлорирование в присутствии свободных радикалов: инициирование реакции
органическими пероксидами и азосоединениями, катализаторы хлорирования,
ионно-каталитическое хлорирование. Газофазное и жидкофазное хлорирование.
31. Хлорирование насыщенных углеводородов. Получение и использование
хлористого метила (метилхлорида), хлороформа и тетрахлоруглерода, зависимости
распределения хлорметанов в реакционной массе.
32. Хлорирование этана и этилена, гидрохлорирование этилена. Хлорирование
пропана, исчерпывающее хлорирование пропана. Хлорирование жидких
парафинов.
33. Хлорирование, гидрохлорирование и хлоргидринирование ненасыщенных
углеводородов.
34. Фторпроизводные углеводородов. Термодинамика процессов фторирования.
35. Существенные особенности процессоав фторирования от хлорирования. Механизм
фторирования. Технология фторирования: фторирование свободным фтором,
металлофторидное фторирование, фторирование фторводородом.
36. Фторсодержащие углеводороды (фреоны). Получение и использование фреонов
(хладонов).
37. Сокращённые названия фреонов. Экологические последствия использования
фреонов.
38. Газофазное хлорфторирование метана хлором и фторводородом во взвешщенном
слое катализатора фторида алюминия (процесс фирмы Montedition).
39. Фторбромсодежащие
углеводороды
—
бромфреоны
(бромхладоны).
Фторорганические мономеры на основе этилена и пропилена.
40. Нитропроизводные углеводородов. Значение и применение нитропроизводных
углеводородов. Нитрование насыщенных углеводородов: в газовой фазе азотной
кислотой, в жидкой фазе азотной кислотой, в жидкой или газовой фазе
тетраоксидом азота.
41. Научные основы и химия процесса димеризации метана. Катализаторы процесса.
Технология и основные особенности проведения процесса, технологическое
оформление.
42. Экономическое сопоставление процесса пиролиза, как базового процесса
нефтехимии для производства низших олефинов, и процесса димеризации метана.
При проработке поставленных вопросов студенту рекомендуется подробно
обосновать, почему только данный ответ является правильным. Это будет способствовать
более осмысленному и глубокому уровню изучения материала при подготовке к сдаче
экзамена.