Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методические указания химия нефти и газа

.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
18.08.2019
Размер:
638.37 Кб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева

Кафедра Бурения нефтяных и газовых скважин

Методические указания по изучению дисциплины

« Химия нефти и газа»

Направление подготовки

131000 «НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО» бакалавриат

Профиль подготовки

131010 - Бурение нефтяных и газовых скважин

131011-Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти

Заочной формы обучения

 

 

 

Очное

Заочное отделение

 

 

 

отделение

 

 

 

 

 

Нормативный срок обучения

Сокращенный срок обучения (на

 

 

 

 

 

базе среднего и высшего

 

 

 

 

 

профессионального

 

 

 

 

 

образования)

 

 

 

 

 

 

Курс

 

 

2

-

1) 2, 2) 3

 

 

 

 

 

 

Семестр

 

 

4

 

1)2,3, 2) 4,5

 

 

 

 

 

Всего аудиторных часов

 

57

 

18

 

 

 

 

 

 

Лекции, час

 

 

19

 

6

 

 

 

 

Лабораторные работы, час

17

 

2

 

 

 

 

Практические занятия, час

17

 

6

 

 

 

 

Самостоятельная работа, час

51

 

90

 

 

 

 

Контрольная работа (семестр)

 

 

1)3, 2)5

 

 

 

 

 

 

Курсовая

работа

(проект)

-

 

-

(семестр)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экзамен (семестр)

 

-

 

-

 

 

 

 

 

Зачет (семестр)

 

4

 

1)3, 2)5

 

 

 

 

 

 

Примечание: 1) (131011)-на базе высшего (срок обучения 2,5 года), 2) (131011, 131010) - на базе высшего и среднего образования

(срок обучения 3,5 года)

ИЖЕВСК 2013

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Методические указания составлены в соответствии с учебно-методическим комплексом дисциплины « Химия нефти и газа»

Составитель методических указаний

Ст. преподаватель каф. БНГС ____________ Трефилова Татьяна Валериевна

Методические указания

утверждены на заседании кафедры

Бурения

нефтяных и газовых скважин

 

«________» _______________ 2013 г.

 

Заведующий кафедрой БНГС,

 

д.т.н., профессор

__________ Миловзоров Георгий Владимирович

«________» ______________ 2013г.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1. Требования государственного образовательного стандарта (ГОС)

по направлению (специальности) 131010 - Бурение нефтяных и газовых скважин, 131011-Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти.

Курс «Химии нефти и газа» разработан для студентов 3 курса специальности «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти» в соответствии с требованиями ГОС, согласно которому студент, изучив курс, должен:

Иметь основы знаний о предмете «Химия нефти и газа», его месте и роли в системе предметов «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти»;

Иметь представление о современных методах нефтепереработки;

Иметь навыки по сбору, систематизации, обобщению и анализу материалов для обоснования применения экономически выгодных и технологически эффективных методов переработки углеводородного сырья;

Иметь представление о современных достижениях науки и передовых технологий в области промышленной и экологической безопасности.

Знать:

-гомологические ряды углеводородов, структурную изомерию;

-правила образования названий органических соединений;

-фракционный, компонентный и элементный состав нефтей;

-основные физические свойства нефтей и нефтяных систем;

-методы разделения и анализа нефтяных систем;

-основные направления переработки нефти и газа;

-гипотезы происхождения нефти;

-возможные химические взаимодействия компонентов нефтяных систем с химическими реагентами широко используемыми при добыче,

транспортировке и переработке нефти и газа.

Уметь:

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

-охарактеризовать принадлежность компонентов нефтей и газов к тому или иному классу органических соединений, дать его название;

-охарактеризовать основные свойства компонентов нефтяных систем на

основе их строения;

оценивать топливно-эксплуатационные характеристики нефти на основе данных о фракционном, групповом и элементном составе.

Владеть:

практическими навыками использования различных методов и подходов к описанию поведения химико-технологических систем.

2. Цели задачи курса

Целью изучения дисциплины «Химия нефти и газа» является формирование у студентов комплекса знаний о составе и свойствах нефтяных систем различного происхождения, о влиянии состава нефтей и газов на эксплуатационные параметры оборудования, а также о методах их исследования и переработки.

Задачи дисциплины состоят в изучении:

-различий в строении и физико-химических свойствах индивидуальных углеводородов как основных компонентов нефтей, природных газов и других видов углеводородного сырья;

-методов очистки, разделения и анализа многокомпонентных нефтяных систем;

-причин формирования нефтяных дисперсных систем и их коллоидно-

химических свойств;

-гипотез происхождения нефти;

-химических основ процессов переработки нефти и газа;

-основных продуктов переработки нефти, их состава и эксплуатационных свойств, а также возможностей их изменения.

3. Учебно-тематический план курса Химия нефти и газа

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Распределение часов по темам курса и видам занятий

 

 

 

 

 

 

 

 

Количество часов

 

 

 

Тема

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекции

Семинары

Лабораторный

Самостоятельная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

практикум

работа

1.

Введение.

 

Химическая

и

2

2

 

10

 

технологическая

 

 

 

 

 

 

 

классификация

нефтей.

 

 

 

 

 

Гипотезы

 

 

происхождения

 

 

 

 

 

нефтей.

 

 

Образование

 

 

 

 

 

углеводородов нефти.

 

 

 

 

 

2.

Основные

 

 

 

группы

2

2

 

30

 

соединений в составе нефти,

 

 

 

 

 

нефтепродуктов

и газов:

 

 

 

 

 

алканы,

 

 

циклоалканы

 

 

 

 

 

(нафтены),

 

 

арены,

 

 

 

 

 

непредельные

 

соединения,

 

 

 

 

 

гетероатомные соединения.

 

 

 

 

3.

Основные

 

 

физико-

 

 

2

20

 

химические

 

 

свойства

 

 

 

 

 

нефтей.

 

Плотность

и

 

 

 

 

 

молекулярная масса.

 

 

 

 

 

 

Вязкость

 

 

нефтей

и

 

 

 

 

 

нефтепродуктов.

Виды

 

 

 

 

 

вязкости.

 

 

Методы

их

 

 

 

 

 

определения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные теплофизические

 

 

 

 

 

свойства

 

 

нефтей

и

 

 

 

 

 

нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

Основные

 

 

группы

 

 

 

 

 

химических

 

соединений

в

 

 

 

 

 

составе

 

 

нефтей

и

 

 

 

 

 

нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

Представление

 

о

 

 

 

 

 

фракционном

составе

 

 

 

 

 

нефтей

и

 

продуктов

ее

 

 

 

 

 

разделения.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Основные

 

промышленные

 

 

 

 

 

способы

 

 

термической

2

2

 

20

 

переработки нефтей.

 

 

 

 

 

 

Пиролиз,

основные реакции

 

 

 

 

 

различных

 

 

групп

 

 

 

 

 

соединений в составе нефтей

 

 

 

 

 

при пиролизе.

 

 

 

 

 

 

 

Термический

 

 

и

 

 

 

 

 

каталитический крекинг,

как

 

 

 

 

 

один из основных способов

 

 

 

 

 

переработки

нефтей

и

 

 

 

 

 

нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

Риформинг

 

в

переработке

 

 

 

 

 

нефтей и

нефтепродуктов.

 

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

Основные

реакции

и

 

 

 

 

 

продукты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидрогенизационные

 

 

 

 

 

 

процессы

в

переработке

 

 

 

 

 

нефтей. Основные

области

 

 

 

 

 

применения

и

химические

 

 

 

 

 

процессы.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Основные

 

 

способы

 

 

 

10

 

химической

 

и

физико-

 

 

 

 

 

химической

 

 

очистки

 

 

 

 

 

нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

Всего:

 

 

6

6

2

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Содержание курса лекционных занятий

Семестр 1)2, 2)4

Лекция №1 (2 часа)

Введение. Химическая и технологическая классификация нефтей. Гипотезы происхождения нефтей. Образование углеводородов нефти.

Лекция №2 (2 часа)

Основные группы соединений в составе нефти, нефтепродуктов и газов:

алканы, циклоалканы (нафтены), арены, непредельные соединения,

гетероатомные соединения.

Семестр 1)3, 2)5

Лекция №3 (2 часа)

Основные промышленные способы термической переработки нефтей.

Пиролиз, основные реакции различных групп соединений в составе нефтей при пиролизе.

Термический и каталитический крекинг, как один из основных способов переработки нефтей и нефтепродуктов.

Риформинг в переработке нефтей и нефтепродуктов. Основные реакции и продукты.

Гидрогенизационные процессы в переработке нефтей. Основные области применения и химические процессы.

Итого: 6 часов.

5. Программа практических (семинарских) занятий

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Практические занятия проводятся в форме семинаров, в ходе которых в форме свободной общей дискуссии обсуждаются теоретические вопросы по заранее выбранной теме. Кроме этого, решаются качественные и расчетные задачи. Семинары непосредственно следуют за соответствующими лекциями и закрепляют их материал. Студенты осуществляют предварительную домашнюю самоподготовку, используя рекомендованную литературу.

Семестр 1)2, 2)4

Практическое занятие № 1 (2 часа) Алканы. Непредельные углеводороды.

Физические и химические свойства. Гомологический ряд. Изомерия.

Содержание в нефти и газе. Решение расчетных задач.

Литература:

1.Рябов В.Д. «Химия нефти и газа» М. 2004 г.

2.Бурдынь Т.А., Ю.Б. Закс «Химия нефти, газа и пластовых вод» М. «Недра». 1975 г.

3.Богомолов А.И. и др. «Химия нефти и газа», «Химия», 1984

4.Артеменко А.И. Органическая химия: Учеб. Пособие для вузов.- М.:

Высш. школа, 2003.-604 С.

Практическое занятие №2 (2 часа) Арены, циклоалканы. Физические и химические свойства. Гомологический ряд. Изомерия. Содержание в нефти и газе. Решение расчетных задач.

Литература:

1.Рябов В.Д. «Химия нефти и газа» М. 2004 г.

2.Бурдынь Т.А., Ю.Б. Закс «Химия нефти, газа и пластовых вод» М. «Недра». 1975 г.

3.Богомолов А.И. и др. «Химия нефти и газа», «Химия», 1984

4.Артеменко А.И. Органическая химия: Учеб. Пособие для вузов.- М.:

Высш. школа, 2003.- 604 С.

5.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Семестр 1)3, 2)5

Практическое занятие №3 (2 часа) Термический и каталитический крекинг,

как один из основных способов переработки нефтей и нефтепродуктов.

Риформинг в переработке нефтей и нефтепродуктов. Основные реакции и продукты. Решение расчетных задач.

Литература:

1.Рябов В.Д. «Химия нефти и газа» М. 2004 г.

2.Бурдынь Т.А., Ю.Б. Закс «Химия нефти, газа и пластовых вод» М. «Недра». 1975 г.

3.Богомолов А.И. и др. «Химия нефти и газа», «Химия», 1984

4.Артеменко А.И. Органическая химия: Учеб. Пособие для вузов.- М.:

Высш. школа, 2003.- 604 С.

5.Эрих В.Н. Химия нефти и газа. Л.: Химия, 1969.

6.Гриценко А.И., Островская Г.Д., Юшкин В.В. Углеводородные конденсаты месторождений природного газа. М.: Недра, 1983.

7.Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии: в 2 кн.

М.: Химия, 1974.

6. Программа лабораторного практикума

Семестр 1)2, 2)4

Занятия проводятся в специализированной лаборатории, имеющей в наличии следующее основное оборудование, необходимое для выполнения лабораторного практикума: лабораторные столы, вытяжной шкаф,

дистиллятор, установка для определения фракционного состава нефти,

прибор Дина и Старка, колбогрейка, рН-метр, различна химическая посуда и другое вспомогательное оборудование, химические реактивы. Лабораторные работы выполняются с в соответствии с практикумом (Векшин В.В.,

Трефилова Т.В. методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «Химия нефти и газа» – Ижевск. Изд. Дом «Удм. Университет», 2008), в котором определены вопросы, касающиеся целей и задач конкретной лабораторной работы, описана необходима материальная база, обращено

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

внимание на технику безопасности при выполнении данной работы, описан ход выполнения работы, методика обработки полученных результатов, даны рекомендации по форме отчетности. Лабораторные работы помогают овладеть приемами работы в лаборатории, а также приобрести опыт проведения эксперимента, наблюдения, обобщения, составления отчетов по проделанной работе.

Тема лабораторной работы «Определение содержания воды в нефти (метод Дина и Старка)», «Определение фракционного состава нефти» (2 часа)

7. Программа самостоятельной работы студента

Форма контроля самостоятельной работы: собеседование,

контрольная работа.

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Химический элементный состав нефтей.

2.Основные теплофизические свойства нефтей и нефтепродуктов.

3.Основные группы химических соединений в составе нефтей и нефтепродуктов. Представление о фракционном составе нефтей и продуктов ее разделения.

4.Химические реакции с участием алканов, входящих в состав нефтей и нефтепродуктов. Основные области их применения.

5.Химические свойства циклоалканов. Основные области их применения.

6.Непредельные углеводороды, как один из компонентов продуктов переработки нефтей. Классификация, изомерия, физические и химические свойства.

7.Понятие о гетероатомных соединениях в составе нефтей.

Кислородсодержащие соединения, состав, свойства, способы их удаления и использования.

8.Серосодержащие соединения в составе нефтей и нефтепродуктов.

Химический состав, свойства. Способы их удаления.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

9.Азотсодержащие соединения в составе нефтей и нефтепродуктов.

Химический состав, свойства.

10. Понятие смолисто-асфальтеновых соединений в составе нефтей.

Смолы, химический состав, структура и свойства.

11.Классификация нефтей по содержанию САВ. Асфальтены, химический состав и свойства. Области применения асфальтенов.

12.Гидрогенизационные процессы в переработке нефтей. Основные области применения и химические процессы.

13.Основные способы химической и физико-химической очистки нефтепродуктов.

8. Учебно-методические материалы

1.И.И. Дияров и др. «Химия нефти» Руководство к лабораторным

занятиям Учебное пособие для ВУЗов, 1990 г.

2.Эрих В.Н. Химия нефти и газа. Л.: Химия, 1969.

3.Химия нефти и газа /под ред В.А. Проскурякова и А.Е.

Драбкина. Л.: Химия, 1981.

4.Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. М.: Химия, 1998.

5.Рябов В.Д. Химия нефти. М.: Нефть и газ, 1998.

6.Гриценко А.И., Островская Г.Д., Юшкин В.В. Углеводородные конденсаты месторождений природного газа. М.: Недра, 1983.

7.Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии: в 2

кн. М.: Химия, 1974.

8.Векшин В.В., Трефилова Т.В. методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «Химия нефти и газа» –

Ижевск. Изд. Дом «Удм. Университет», 2008

9.Методические указания по написанию контрольных работ

Вконце изучения курса химии нефти и газа студент должен выполнить контрольную работу, состоящую из 10 задач. К выполнению контрольной