Урок 7. (Разбор нового материала).

Тема: Обобщение сведений о химическом, металлургическом и нефтехимическом производствах. Общие научные принципы этих производств. Основные аппараты, используемые на химических заводах.

Урок 8. (Обобщающее комбинированное семинарское занятие).

Тема: Общие научные принципы и основные технические устройства химического, металлургического и нефтехимического производства.

Девиз: «Технология – наука о производствах, о тех методах и аппаратах, посредством которых исходные материалы превращают в предметы потребления и в средства производства».

Программа «А». 1. Аппараты химического производства конструируются на основе глубокого изучения основных закономерностей того или иного химического процесса. Аппарат должен обеспечивать оптимальные условия прохождения нужной реакции. Исходя из данных условий обоснуйте конструкционные особенности доменной печи.

Изобразите при помощи уравнений те химические процессы, которые обеспечивают превращение бурого железняка в модифицированный чугун.

2. Исходя из тех же требований, обоснуйте конструкционные особенности конвертора Бессемера.

Изобразите при помощи уравнений химических реакций процессы, которые приводят к превращению передельного чугуна в сталь.

3. Рассмотрите основные научные принципы реакции водорода с азотом. На основании особенностей данной реакции обоснуйте конструкционные характеристики колонны синтеза аммиака.

Изобразите при помощи уравнений химических реакций процессы, происходящие при производстве аммиака из природного газа и воздуха.

4. Рассмотрите основные научные принципы разделения углеводородов нефти на отдельные фракции, а также реакцию крекинга углеводородов. Исходя из этих данных, обоснуйте конструкционные особенности ректификационной колонны и установки для каталитического крекинга мазута.

5. Р е ш и т е з а д а ч у. Составьте материальный баланс производства газообразного промежуточного продукта объёмом 100 м³ , который получается в процессе производства серной кислоты из железного колчедана, массовая доля серы в котором составляет 45 %.

Программа «В». 1. Рассмотрите химические реакции протекающие в процессе производства серной кислоты из колчедана. Объясните: какие конструкционные особенности обжиговой печи обеспечивают наиболее полный обжиг колчедана и напишите уравнение реакции обжига колчедана; какие конструкционные особенности контактного аппарата обеспечивают более полное окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI), напишите уравнение данной химической реакции; какие конструкционные особенности поглотительной башни способствуют наиболее полному поглощению оксида серы (VI), напишите уравнение данной реакции.

Обобщите, какие основные принципы химической технологии лежат в основе сернокислотного производства.

2. Рассмотрите химические реакции, которые происходят в процессе производства аммиака. Объясните: почему процесс производства аммиака нужно вести при постоянной температуре (какой?) и при большом давлении; какими конструкционными особенностями обладает колонна синтеза аммиака; с какой целью выходящий из катализаторной коробки газ пропускают через теплообменник; почему в циклон-аппарате аммиак сжижается.

Обобщите, какие основные принципы химической технологии лежат в основе производства аммиака.

3. Рассмотрите реакции, лежащие в основе производства чугуна. Напишите уравнения соответствующих химических реакций. Объясните: почему домна внутри футеруется огнеупорным кирпичом; почему в средней части она обязательно должна иметь расширение (распар); почему отверстие (летка) для слива шлака находится выше летки для слива чугуна; какие физические явления обеспечивают автоматическую работу колошника.

Обобщите, какие основные принципы химической технологии лежат в основе производства чугуна.

4. Рассмотрите реакции, которые идут при крекинге мазута. Напишите уравнения данных реакций, приняв, что в мазуте содержится углеводород, имеющий состав С₃₀Н₆₂. Объясните особенности конструкции аппарата, в котором проводят крекинг нефтепродуктов, конструкционные особенности ректификационной колонны.

5. Р е ш и т е з а д а ч у. Составьте материальный баланс производства азотной кислоты массой 100 т. из оксида азота (IV) и воды, если выход готового продукта составляет 90% от теоретически возможного.

Программа «С». 1. Опишите процесс производства чугуна. Напишите уравнения соответствующих химических реакций. Каково устройство домны? Каким образом добиваются наибольшей степени контактирования кокса и восстановительных газов с рудой?

2. Опишите процесс производства стали. Напишите уравнения соответствующих химических реакций. Опишите устройство конвертера Бессемера.

3. Опишите процесс производства аммиака. Напишите уравнения соответствующих химических реакций и устройство колонны синтеза.

4. Опишите процесс переработки нефти на нефтепродукты и устройство ректификационной колонны.

5. Опишите основные химические процессы, которые происходят при крекинге мазута. Какие аппараты применяют на крекинг-заводах?

6. Р е ш и т е з а д а ч у. Составьте материальный баланс производства серной кислоты массой 1 т. из оксида серы (VI) и воды, если считать, что массовая доля не вступившего в реакцию оксида серы (VI) составляет 5 % .