ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО КАТАЛИЗА

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

1. В чем разница между гомогенным, гетерогенным и гетерофазным катализом?

2. В чем преимущества гетерогенного катализа?

3. Какой катализ называют кислотно-основным?

4. Приведите примеры катализаторов. Опишите их активные центры.

5. В чем особенность окислительно-восстановительного катализа?

6. Что называют бифункциональным катализом?

7. Охарактеризуйте процесс гидрирования и его катализаторы.

8. Для чего используют гидроочистку, какие при этом применяют катализаторы?

9. Дегидрирование и его катализаторы.

10. Назначение изомеризации и ее катализаторы.

11. Риформинг и его катализаторы.

12. Какую частицу называют карбкатионом?

13. Перечислите особенности изомеризация карбкатионов в результате переноса гидрид-иона и карбаниона.

14. Каковы закономерности распада карбкатионов?

15. Объясните механизм отрыва гидрид-иона от карбкатиона.

16. В чем состоит процесс передачи протона от карбкатиона молекуле алкена?

17. Перечислите стадии гетерогенно-каталитического процесса.

18. Охарактеризуйте внешне- и внутридиффузионые области проведения катализа.

19. В чем отличие внешне- и внутрикинетической области протекания катализа?

20. Чем определяется скорость катализа в сорбционной области?

21. Существуют ли строгие разграничения между областями протекания гетерогенного катализа?

22. Объясните механизм кислото-основного гетерогенного катализа на примере дегидрирования спиртов на А1₂О₃.

23. Расскажите о гетерогенном катализе на переходных металлах и их соединениях.

24. Объясните механизм гетерогенного катализа реакций гидрирования-дегидрирования.

25. Расскажите о каталитическом крекинге и его катализаторах.

26. Опишите механизм каталитического крекинга.

27. В чем отличие механизма каталитического крекинга от термического?

Список рекомендуемой литературы

Колесников И.М., Винокуров В.А. Термодинамика физико-химических процессов. - М.: изд-во " Нефть и газ", 2005.- 472 с.
Магарил, Р. З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: учеб. пособие / Р. З. Магарил. – М.: КДУ, 2008. – 280 с.
Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. Вводный курс. – М.: Химия, 2000. – 176 с.

4. -Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: Учебник для вузов. – СПб: ХИМИЗДАТ, 2005. – 912 с.

Общая химическая технология и основы промышленной экологии / Под ред.
В.И. Ксензенко. - М.: Химия, 2001.- 378 с.

6. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов. - М.: Химия, 1999.- 472 с.

Химико-технологические процессы. Теория и эксперимент / Ю.А. Комиссаров,
М.В. Глебов, Л.С. Гордеев, Д.П. Вент. - М.: Химия, 1998.- 282 с.

8. Нейланд О.Я. Органическая химия.: Учебник для химических специальных вузов. - М.: Высшая школа, 1990 г. - 751 с.

Жоров Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций: Справочное издание.- М.: Химия, 1989.- 384 с.

10. Лебедев Н.Н., Манаков М.Н., Швец В.Ф. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1984. - 376 с.

Гейтс Б., Кетцир Дж., Шуйт Г. Химия каталитических процессов. – М.: Мир, 1981.- 448 с.
- Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. – М.: Химия, 1979.- 384 с.

13. Расчеты химико-технологических процессов / Под ред. И.П. Мухленова. - Л.: Химия, 1982.-247 с.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северо-Кавказский федеральный университет»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к самостоятельной работе по дисциплине

«Механизмы, термодинамика и кинетика реакций углеводородов»

для студентов направления подготовки

Химическая технология»

Ставрополь, 2016

В методических указаниях к самостоятельной работе приведены задания для закрепления знаний студентов по дисциплине «Механизмы, термодинамика и кинетика реакций углеводородов».

Методические указания составлены в соответствии с рабочим учебным планом и программой дисциплины «Механизмы, термодинамика и кинетика реакций углеводородов» для студентов направления подготовки 18.03.01.62 «Химическая технология».

Составитель: к.т.н., доцент Долгих О.Г.

Рецензент: д.т.н., профессор Овчаров С.Н.

Главное в стратегической линии организации самостоятельной работы студентов в вузе заключается не в оптимизации ее отдельных видов, а в создании условий высокой активности, самостоятельности и ответственности студентов в аудитории и вне ее в ходе всех видов учебной деятельности.

Основным принципом организации СРС является перевод всех студентов на индивидуальную работу с переходом от формального выполнения определенных заданий при пассивной роли студента к познавательной активности с формированием собственного мнения при решении поставленных проблемных вопросов и задач.

Цель СРС – научить студента осмысленно и самостоятельно работать сначала с учебным материалом, затем с научной информацией, заложить основы самоорганизации и самовоспитания с тем, чтобы привить умение в дальнейшем непрерывно повышать свою квалификацию.

При изучении дисциплины «Механизмы, термодинамика и кинетика реакций углеводородов» организация СРС представляет собой единство трех взаимосвязанных форм:

1. Внеаудиторная самостоятельная работа (Индивидуальные задания к практическим работам, которые могут выдаваться как каждому студенту, так и части студентов группы; подготовка к участию в конференциях, смотрах, олимпиадах и др.);

2. Аудиторная самостоятельная работа, которая осуществляется под непосредственным руководством преподавателя;

3. Творческая, в том числе научно-исследовательская работа.

Чтобы развить положительное отношение студентов к внеаудиторной СРС, на каждом ее этапе разъясняются цели работы, контролируется понимание этих целей студентами; постепенно формируется умение самостоятельной постановки задачи и выбора цели.

Аудиторная самостоятельная работа реализуется при проведении практических занятий и во время чтения лекций.

При чтении лекционного курса непосредственно в аудитории контролируется усвоение материала основной массой студентов.

Студент обязан заранее ознакомиться с темой лекции, представленной в электронном курсе.

Во время лекции студент имеет право задавать преподавателю вопросы и получать необходимые уточнения и дополнения.

Контроль знаний проводится в конце каждой лекции путем проведения письменных экспресс-опросов по конкретным темам (5-8 минут).

На практических занятиях различные виды СРС позволяют сделать процесс обучения более интересным и поднять активность значительной части студентов в группе. Практические занятия строятся следующим образом:

1. Вводная преподавателя (цели занятия, основные вопросы, которые должны быть рассмотрены).

2. Беглый опрос по теоретическому материалу занятия.

3. Самостоятельное выполнение заданий, разработанных для каждой темы практического занятия.

4 Проверка выполнения заданий и ответов на вопросы.

5. Разбор типовых ошибок при решении (в конце текущего занятия или в начале следующего).

По результатам работы на каждом занятии каждому студенту выставляется оценка. Работа оценивается на основании опроса, выполнения заданий и ответов на вопросы. Оценка предварительной подготовки студента к практическому занятию может быть сделана путем экспресс-тестирования (тестовые задания закрытой формы) в течение 5, максимум - 10 минут.

При проведении семинаров и практических занятий студенты могут выполнять СРС как индивидуально, так и малыми группами (творческими бригадами), каждая из которых разрабатывает свой проект (задачу). Выполненный проект (решение проблемной задачи) затем рецензируется другой бригадой по круговой системе. Публичное обсуждение и защита своего варианта повышают роль СРС и усиливают стремление к ее качественному выполнению. Данная система организации практических занятий позволяет вводить в задачи научно-исследовательские элементы, упрощать или усложнять задания. Активность работы студентов на обычных практических занятиях может быть усилена введением новой формы СРС, сущность которой состоит в том, что на каждую задачу студент получает свое индивидуальное задание (вариант), при этом условие задачи для всех студентов одинаковое, а исходные данные различны. Перед началом выполнения задачи преподаватель дает лишь общие методические указания.

Выполнение СРС на занятиях с проверкой результатов преподавателем позволяет студентам усваивать изучаемый материал более глубоко, меняется отношение к лекциям, так как без понимания теории предмета, без хорошего конспекта трудно рассчитывать на успех в решении заданий. Это улучшает посещаемость как практических, так и лекционных занятий.

Обязательным элементом СРС по дисциплине «Механизмы, термодинамика и кинетика реакций углеводородов» является контрольная работа.

Выдача задания производится на 5-й неделе обучения, проверка правильности выполнения и защита – на 10-й. Контрольная работа выполняется по вариантам. Предусмотрено 15 вариантов. Контрольная работа заключается в ответе на один теоретический вопрос из области термических и каталитических процессов нефтепереработки, связанный с особенностями механизма протекания химического процесса, его термодинамики и кинетики, и решении трех задач по термодинамическому и кинетическому анализу углеводородных реакций. Темы теоретического вопроса:

1. Пиролиз, его механизм и основы управления процессом.

2. Термический крекинг, его механизм и основы управления процессом.

3. Замедленное коксование, его механизм и основы управления процессом.

4. Термодинамика и механизм алкилирования изопарафинов олефинами.

5. Основы управления процессом алкилирования.

6. Термодинамика и механизм полимеризации низкомолекулярных олефинов.

7. Основы управления процессом полимеризации низкомолекулярных олефинов.

8. Механизм каталитического крекинга. Основы управления процессом.

9. Термодинамика и механизм изомеризации нормальных парафинов.

10. Термодинамика и механизм каталитического риформинга.

11. Основы управления процессом каталитического риформинга.

12. Гидроочистка: термодинамика, химизм, кинетика.

13. Основы управления процессом гидроочистки.

14. Гидрокрекинг: химизм и кинетика.

15. Основы управления процессом гидрокрекинга.

Многовариантные задачи:

Задача № 1

На основании табличных данных определите возможность осуществления реакции с участием углеводородов при стандартных условиях. Вероятно ли протекание процесса при двух значениях температуры, указанных для каждого варианта? При каких температурах реакция невозможна?

№	Уравнение реакции	Т, ⁰С	, кДж/моль	, Дж/моль× К

		100; 600	, , ,	, , ,
		200;	, , ,	, , ,

		100;	, ,	, ,
		80;	, ,	, ,
		95;	, ,	, ,
		1000;	, ,	, ,
		100;	, , ,	, ,
		50;	, , ,	, , ,
		100;	, , ,	, , ,
		500;	, ,	, ,


250;	, ,	, ,
300;	, ,	, ,
600;	, ,	, ,
230;	,	, ,
80;	,	,

Задача № 2

Вычислите энергию Гиббса реакции и ее константу равновесия в зависимости от температуры, используя уравнение Шварцмана-Темкина.

№	Уравнение реакции	Т, К	, кДж/моль	, Дж/моль× К	а	b× 10³	с× 10⁶

			-166, 0; 0; -437, 4	264, 2; 205, 13; 282, 5	13, 0; 31, 46; 5, 56	153, 5; 3, 39; 243, 5	-53, 7; -3, 77; -151, 9
			52, 28; -241, 84; -235, 3	219, 4; 188, 74; 282, 0	4, 196; 30, 0; 19, 07	154, 59 10, 71; 212, 7	-81, 09 0, 33; -108, 6
			82, 93; 0; -123, 1	269, 2; 130, 6; 298, 2	-33, 90; 27, 28; -51, 72	471, 87 3, 26; 598, 5	-298, 3 0, 502; -230, 0
			-235, 3; -166, 0;	282, 0; 264, 2; 130, 6	19, 07; 13, 0; 27, 28	212, 7; 153, 5; 3, 26	-108, 6 -53, 7; 0, 502
			-74, 85; -241, 84; -110, 5;	186, 19; 188, 74; 197, 4; 130, 6	17, 45; 30, 0; 28, 41; 27, 28	60, 46; 10, 71; 4, 10; 3, 26	-1, 117 0, 33; -0, 46; 0, 502

			25, 94; -201, 2; 20, 5; -241, 84	206, 3; 239, 7; 253, 0; 188, 74	26, 32; 15, 28; 19, 67; 30, 0	5, 94; 105, 2; 92, 67; 10, 71	0, 92; -31, 04 -32, 28 0, 33
			20, 41; 52, 28; 1, 17	226, 9; 219, 4; 307, 4	3, 305; 4, 196; 2, 54	235, 86 154, 59 344, 9	-117, 6 -81, 09 -191, 3
			-110, 5; 0; -201, 2; -241, 84	197, 4; 130, 6; 239, 7; 188, 74	28, 41; 27, 28; 15, 28; 30, 0	4, 10; 3, 26; 105, 2; 10, 71	-0, 46; 0, 502; -31, 04 0, 33
			-124, 7; 0; 1, 17	310, 0; 130, 6; 307, 4	0, 469; 27, 28; 2, 54	385, 38 3, 26; 344, 9	-198, 9 0, 502; -191, 3
			20, 41; -123, 1	226, 9; 298, 2	3, 305; -51, 72	235, 86 598, 5	-117, 6 -230, 0
			-124, 7; 0; -5, 70	310, 0; 130, 6; 300, 8	0, 469; 27, 28; -2, 72	385, 38 3, 26; 307, 1	-198, 9 0, 502; -111, 3
			52, 28; 0; -84, 67	219, 4; 130, 6; 229, 5	4, 196; 27, 28; 4, 494	154, 59 3, 26; 182, 26	-81, 09 0, 502; -74, 86
			-124, 7; 0; -10, 06	310, 0; 130, 6; 296, 5	0, 469; 27, 28; 8, 38	385, 38 3, 26; 307, 54	-198, 9 0, 502; -148, 3
			-167, 19; 20, 41; -103, 9	386, 8; 226, 9; 269, 9	3, 08; 3, 305; -4, 80	565, 8; 235, 86 307, 3	-300, 4 -117, 6 -160, 2
			-187, 82; 50, 0;	425, 3; 319, 7; 130, 6	5, 02; -33, 88; 27, 28	653, 76 557, 0; 3, 26	-348, 7 -342, 4 0, 502

Интегралы Шварцмана-Темкина

М-интеграл	М-интеграл при разной температуре
300 К	400 К	500 К	600 К	700 К	800 К	900 К
М₀	0, 000	0, 0392	0, 1133	0, 1962	0, 2794	0, 3597	0, 4361
М₁× 10^-3	0, 000	0, 0130	0, 0407	0, 0759	0, 1153	0, 1574	0, 2012
М₂× 10^-6	0, 000	0, 0043	0, 0149	0, 0303	0, 0498	0, 0733	0, 1004

Задача № 3

При постоянной температуре протекает параллельная реакция

с константами скоростей и . Перед началом реакции концентрации веществ равны , и . Причем = = 0.

Определите скорость и степень превращения реагента А, а также селективность по продукту R в момент времени, равный t.

№	Константа скорости , с^-1	Константа скорости , с^-1	Начальная концентрация вещества А, , кмоль/м³	Время t, с

	10^-3	10^-2	3, 0
	10^-4	10^-3	5, 0
	10^-5	10^-3	2, 0
	10^-6	10^-5	4, 0
	10^-2	10^-1	6, 0
	10^-4	10^-2	1, 0
	10^-5	10^-1	7, 0
	10^-6	10^-4	6, 5
	10^-7	10^-5	7, 2
	10^-5	10^-2	8, 0
	10^-8	10^-7	7, 5
	10^-4	10^-1	3, 8
	10^-7	10^-2	4, 2
	10^-6	10^-3	5, 4
	10^-8	10^-5	2, 5

Список рекомендуемой литературы

14. От конспекта к диссертации [Текст]: учебное пособие / Н.И. Колесникова. – М.: Флинта: Наука, 2002. – 288с.

15. Введенская, Л.А. Риторика и культура речи [Текст] / Л.А. Введенская, Л.Г. Павлова. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 554 с.

16. Пособие по русскому языку. Научный стиль речи. Оформление научной работы [Текст]: учебное пособие / А.К. Демидова. – М.: Рус. яз., 1991. – 201 с.

17. Колесников И.М., Винокуров В.А. Термодинамика физико-химических процессов. - М.: изд-во " Нефть и газ", 2005.- 472 с.

18. Магарил, Р. З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: учеб. пособие / Р. З. Магарил. – М.: КДУ, 2008. – 280 с.

19. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. Вводный курс. – М.: Химия, 2000. – 176 с.

20. -Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки: Учебник для вузов. – СПб: ХИМИЗДАТ, 2005. – 912 с.

21. Общая химическая технология и основы промышленной экологии / Под ред. В.И. Ксензенко. - М.: Химия, 2001.- 378 с.

22. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов. - М.: Химия, 1999.- 472 с.

23. Химико-технологические процессы. Теория и эксперимент / Ю.А. Комиссаров, М.В. Глебов, Л.С. Гордеев, Д.П. Вент. - М.: Химия, 1998.- 282 с.

24. Нейланд О.Я. Органическая химия.: Учебник для химических специальных вузов. - М.: Высшая школа, 1990 г. - 751 с.

25. Жоров Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций: Справочное издание.- М.: Химия, 1989.- 384 с.

26. Лебедев Н.Н., Манаков М.Н., Швец В.Ф. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1984. - 376 с.

27. Гейтс Б., Кетцир Дж., Шуйт Г. Химия каталитических процессов. – М.: Мир, 1981.- 448 с.

28. - Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. – М.: Химия, 1979.- 384 с.

29. Расчеты химико-технологических процессов / Под ред. И.П. Мухленова. - Л.: Химия, 1982.-247 с.

⇐ Предыдущая 1 2 34

Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 474; Нарушение авторского права страницы