Химия и технология органических веществ. Сырьевая база.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

для студентов очной и заочной форм обучения

специальности 240401 «Химическая технология органических веществ»

Общие рекомендации к изучению курса

============================================================

В курсе “Химия и технология органических веществ” изучаются:

• сырьевые источники и основные группы технически важных углеводородов (парафины, олефины, ароматические и ацетиленовые соединения) на основе которых базируется дальнейший органический и нефтехимический синтез, связанный с процессами окисления, сульфирования, галогенирования и т. д.

• методы и принципиальные технологические схемы процессов производства (пиролиз, крекинг, риформинг, дегидрирование), взаимных превращений углеводородов (изомеризация, олигомеризация, диспропорционирование, алюминий органический синтез) и выделение технически важных углеводородов.

Изучение предмета следует строить не на механическом запоминании материала, а на основе глубокого и всестороннего изучения теоретических основ и общих закономерностей химических процессов.

При изучении процессов переработки нефти, выделения низших и высших апарафинов, разделения продуктов, выделения целевых углеводородов и их концентрирования, необходимо знать основные физические свойства исходных, промежуточных и конечных продуктов (фракций или индивидуальных углеводородов), таких как температуры кипения и кристаллизации, критические параметры, способность растворяться в тех или иных растворителях, сорбироваться и т.д.

При изучении процессов расщепления углеводородов (пиролиза, термического и каталитического крекинга, дегидрирования) прежде всего необходимо уяснить взаимосвязь между строением углеводорода и его термодинамической стабильностью. Кроме того следует знать особенности равновесия химического процесса (температурные зависимости изменения энергии Гиббса и ее связь с константой равновесия химического процесса), оценивать механизм процесса и делать обоснованные выводы о возможном строении получаемых продуктов.

Следует обратить внимание на то, что расщепление углеводородов с образованием непредельных соединений (олефинов, ацетилена) сопровождается нежелательными процессами их термополимеризации для предотвращения которых сырье разбавляют водяным паром и проводят “закалку” – быстрое охлаждение продуктов реакции.

Для предотвращения интенсивного образования кокса в следствии глубокого расщепления углеводородов и закоксовывания катализатора процесс обычно проводят при циркуляции водорода или водородсодержащего газа (ВСГ).

При изучении процессов взаимных и аналогичных превращений углеводородов (изомеризация, олигомеризация, АL – органический синтез, диспропорционирование) необходимо в первую очередь представлять себе механизм этих процессов, определяющее влияние каталитических систем и внешних условий (температуры, давления и т.д.) на их протекание.

При изучении методов производства ароматических углеводородов следует обратить внимание на альтернативные источники сырья (ароматизация нефтепродуктов и коксование угля) и представить их сравнительную характеристику, что особенно важно для Украины при ограничении нефтяных ресурсов и наличии запасов каменного угля.

По этой же причине в процессе изучения методов получения ацетилена, наряду с другими методами, особое внимание обращено на карбидный метод производства. В этом разделе необходимо изучить особенности физических и химических свойств ацетилена и возможности его использования для дальнейших синтезов.

Процессы дегидрирования получили наибольшее практическое применение в крупнотонажном производстве таких технически важных мономеров как бутадиен, изопрен, изобутилен, стирол, необходимых для получения синтетических каучуков. Следует обратить внимание на теоретические основы различных методов дегидрирования, оценить их достоинства и недостатки.

Программой изучения курса “Химия и технология органических веществ” предусмотрена курсовая работа (проект) по тематике изучаемых процессов. Примерная тематика курсовых работ (проектов) приведена в методических указаниях к выполнению курсовых работ (проектов) по предмету “Химия и технология органических веществ”.

Для разработки технологического процесса производства необходимо знать:

• теоретические основы процесса;

• физико-химические свойства исходных веществ, промежуточных, целевых и побочных продуктов;

• влияние основных технологических параметров процесса (температура, давление,соотношение реагентов и т.д.). на конверсию, выход, селективность процесса. побочные продукты, образующиеся при проведении основной реакции;

При выборе оптимальных параметров проведения процесса (температуры, давления, времени контакта, скорости пропускания сырья и т.д.) следует руководствоваться экспериментальными графическими зависимостями, приведенными в работах [1, 3].

При разработке технологических схем производства необходимо рассматривать следующие стадии:

-подготовка исходного сырья (очистка, осушка и т.д.);

-приготовление катализаторов, активаторов и т.д.;

-проведение реакции;

-разделение продуктов реакции;

-выделение и очистка целевого продукта реакции;

Принципиальные технологические схемы основных процессов, рассматриваемых в данном курсе приведены в работах [2, 4].