Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Новополоцкий государственный политехнический колледж

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Новополоцкий государственный политехнический колледж
Основы технологии нефтехимического
синтеза
Методические указания и контрольные задания для
учащихся заочного отделения специальности 2-48 01 35
«Переработка нефти и газа»
Новополоцк 2010
Составитель: Е.С. Кашпор, преподаватель специальных дисциплин учреждения
образования «Новополоцкий государственный политехнический колледж»
Рассмотрено и рекомендовано к утверждению на заседании цикловой комиссии
спецтехнологии и оборудования.
«Согласовано»
Зам директора по
учебной работе
_____________ С.М. Шерман
«___»________2010г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Целью изучения дисциплины «Основы технологии нефтехимического
синтеза» является изучение основных видов сырья для промышленности
нефтехимического синтеза, требований, предъявляемых к нему, способов
подготовки к переработке, методов получения полупродуктов и мономеров.
Учебный план предусматривает установочные занятия, на которых
преподаватель знакомит учащихся с содержанием курса, его значением, даёт
необходимые указания по самостоятельному изучению предмета и выполнению
контрольных работ.
В межсессионный период важно изучение предмета самостоятельно с
составлением учащимися конспекта по форме, предложенной преподавателем
на установочной сессии. Учащиеся должны приступить к выполнению
домашней контрольной работы после изучения необходимого материала по
данным темам и составления по нему конспекта.
В результате изучения дисциплины учащиеся должны
знать :
-виды используемого в нефтехимическом синтезе сырья, требования к нему и
способы подготовки к переработке;
-основные методы получения полупродуктов и мономеров;
-особенности производства кислородсодержащих продуктов и область их
применения;
-виды полимерных материалов и химических волокон, технологию их
производства и область применения;
уметь:
-читать технологические схемы;
-производить сравнительную оценку технико-экономических показателей
технологических процессов получения продукции основного органического
синтеза, безопасности их проведения, мероприятий по предотвращению
загрязнения окружающей среды.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ
ДИСЦИПЛИНЫ
Введение
Цель и задачи дисциплины «Основы технологии нефтехимического синтеза».
История развития нефтехимического производства. Место нефтехимического производства в системе нефтепереработки.
Роль продуктов нефтехимической промышленности в различных отраслях
экономики.
Основные
нефтехимические
продукты:
мономеры,
полупродукты, спирты, кислоты, полимеры и др.
Преимущества синтетических продуктов перед природными. Экономическая
эффективность применения продуктов нефтехимии. Использование
заменимых природных ресурсов. Перспективы развития нефтехимии.
РАЗДЕЛ 1. ПОДГОТОВКА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ К
ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ
ТЕМА 1.1 Основные источники углеводородного сырья
Углеводородное сырье для нефтехимического синтеза.
Природные, попутные и искусственные газы, их состав, область применения.
Жидкие дистилляты и нефтепродукты, образующиеся при переработке нефти
и используемые в качестве сырья.
ТЕМА 1.2 ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Целью изучения данной темы является формирование знаний о значение
предварительной
подготовки
углеводородного
сырья,
подготовке
углеводородных газов к переработке(очистке от механических примесей; осушке;
разделение на компоненты).
Обратите внимание на фракционирование углеводородных газов методами
сорбции, хемосорбции, низкотемпературной ректификации. Комбинированные
газофракционирующие установки.
Азеотропная перегонка, экстрактивная дистилляция, экстракция.
Получение чистых олефинов: этилена, пропилена. Выделение бутадиена,
изопрена. Разделение ксилолов на изомеры. Выделение твердых и мягких
парафинов.
РАЗДЕЛ 2. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОЛУПРОДУКТОВ И МОНОМЕРОВ
ТЕМА 2.1 Полимеризация пропилена и изобутилена в
низкомолекулярные полимеры
Целью изучения данной темы является получение знаний о химизме
ступенчатой реакции полимеризации. Зависимость между строением
олефинов и их реакционной способностью.
Основные промышленные катализаторы, используемые при полимеризации.
Полимеризация пропилена в три- и тетрамеры. Условия реакции. Влияние
основных параметров технологического процесса на состав продуктов
полимеризации..
При изучении данной темы обратите внимание на технологическую схему
и основные параметры процесса полимеризации пропилена. Режим работы
реакторов. Качество продуктов полимеризации.Полимеризация изобутилена
в ди- и триизобутилены.
ТЕМА 2 .2 Алкилированние бензола олефинами
Целью изучения данной темы является формирование понятия о
получение этилбензола, изопропилбензола, бутилбензолов, нонил-и
додецилбензолов.
После изучения темы учащиеся должны знать применение алкилбензолов в
качестве полупродуктов нефтехимического синтеза; катализаторы процесса
алкилирования; особенности алкилирования в зависимости от применяемых
катализаторов и условий процесса; требования к алкилароматическим
углеводородам в зависимости от их дальнейшего применения;
технологическую схему установки для получения этилбензола и основные
параметры процесса.
ТЕМА 2.3 Алкилирование фенола спиртами и олефинами
Целью изучения данной темы является формирование понятие о процессе
алкилирования фенола спиртами и олефинами.
После изучения темы учащиеся должны знать применение алкилфенолов
в качестве полупродуктов нефтехимического синтеза; катализаторы
процесса; применение ионообменных смол в качестве катализаторов;
преимущества
их
применения
в
производстве
алкилфенолов;
технологическую схему получения алкилфенолов из фенола и полимербензина в присутствии ионообменных смол.
ТЕМА 2.4 . Изомеризация углеводородов
При изучении данной темы обратите внимание применение реакции
изомеризации при получении сырья для нефтехимических производств;
изомеризацию бутана в изобутан; применяемые катализаторы; влияние параметров процесса изомеризации на выход углеводородов изостроения;
изомеризацию мета- и ортоксилолов в параксилол.
Внимательно изучите технологическую схему газофазной изомеризации
н-бутана.
ТЕМА 2.5 Дегидрирование углеводородов с получением
олефинов и диенов
Целью изучения данной темы является формирование знаний
дегидрировании бутана в бутилен и бутадиен.
При изучении данной темы обратите внимание на следующие вопросы:
o Применение непредельных углеводородов в качестве сырья для нефтехимических процессов;
o Процесс дегидрирования бутана в бутилены. Технологическая схема
процесса, его режим. Применяемые катализаторы. Выход
бутиленов;
o Процесс дегидрирования бутиленов в бутадиены. Технологическая
схема и режим процесса. Применяемые катализаторы. Выход
бутадиена;
o Одностадийный процесс дегидрирования. Применяемые катализаторы. Технологический режим процесса. Преимущества и недостатки
одностадийного процесса.
ТЕМА 2.6 Получение мономеров
Применение мономеров в нефтехимической промышленности. Методы
получения мономеров.
Получение акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена. Условия
проведения процесса, его технологическая схема. Основная применяемая
аппаратура.
Получение метилакрилата из нитрила акриловой кислоты. Условия
проведения процесса, его технологическая схема. Применяемая аппаратура
РАЗДЕЛ 3. ПРОИЗВОДСТВО КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ
ТЕМА 3 .1 Окисление углеводородов
При изучении данной темы обратите внимание на значение процессов
окисления углеводородов для получения продукции различного ассортимента;
получение карбоновых кислот окислением парафина. Изучите технологическую схему и режим процесса, применяемые катализаторы и аппаратуру.
Рассмотрите вопрос получения высших жирных спиртов окислением
парафина. Технологическая схема и параметры процесса.Значение оксида
этилена для нефтехимического синтеза. Получение оксида этилена.
Технологическая схема и режим процесса. Применяемая аппаратура.
Обратите внимание на вопрос получение ацетальдегида из этилена. Общие
сведения о процессе. Получение ацетона и фенола методом кислотного
разложения гидроперекиси изопропилбензола. Технологическая схема и
основные параметры процесса.
ТЕМА 3.2 Гидратация олефинов с получением спиртов
При изучении темы обратите внимание на применение спиртов, прямую и
сернокислотную
гидратацию
этилена,
технико-экономическую
сравнительную характеристику методов прямой и сернокислотной
гидратации этилена.
Изучите технологическую схему и основные параметры процесса
применяемую аппаратуру.
ТЕМА 3.3 Получение альдегидов и спиртов из олефинов, оксида
углерода и водорода
При изучении темы обратите внимание на процессы синтеза органических
соединений на основе оксида углерода и водорода, источники получения
синтез-газа, его состав в зависимости от назначения, получение метанола из
синтез-газа, применение метанола.
Изучите технологическую схему и параметры процесса; применяемые
катализаторы и аппаратуру.
Получение альдегидов и спиртов из олефинов и синтез-газа). Химизм
процесса. Применяемые катализаторы. Значение и перспективы развития
процесса. Получение пропионового альдегида и пропилового спирта.
Технологическая схема и параметры процесса. Применяемая аппаратура.
РАЗДЕЛ 4. ПРОИЗВОДСТВО СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Преимущества синтетических моющих веществ перед жировым мылом.
Классификация и область применения поверхностноактивных веществ.
Основные виды и состав товарных моющих веществ.
Получение алкиларилсульфонатов. Технологическая схема процесса
получения сульфанола на основе тетрамеров пропилена и а-олефинов.
Получение алкилсульфонатов и алкилсульфатов. Используемое сырье.
Технологическое оформление процессов.
Применение ультрафиолетового света при сульфоокислении и сульфохлорировании.
РАЗДЕЛ 5. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ
НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ
ТЕМА 5.1 Методы получения полимерных материалов
При изучении темы обратите внимание на виды полимерных материалов и
волокон; эффективность применения полимеров в различных отраслях
экономики; классификацию полимеров.
Изучите методы получения плимеров: цепная полимеризация; радикальная
полимеризация; ионная полимеризация; сополимеризация; полимеризация с
размыканием циклов; поликонденсация, их сущность.
ТЕМА 5.2 Производство карбоцепных полимеров
При изучении данной темы обратите внимание на следующие вопросы:
o Полиэтилен, его применение. Различные методы производства
полиэтилена. Процесс получения полиэтилена при высоком
давлении;
o Производство полиэтилена в трубчатом реакторе. Параметры и
технологическая схема процесса. Применяемое оборудование.
o Производство полиэтилена в реакторе автоклавного типа.
o Получение
полиэтилена
при
низком
давлении.
Металлоорганические катализаторы процесса, его технологическая
схема, параметры. Применяемая аппаратура. Преимущества и
недостатки методов получения полиэтилена при высоком и при
низком давлении;
o Получение товарных марок полиэтилена. Процессы смешения и
усреднения полиэтилена, гомогенизации. Получение наполненных,
стабилизированных, окрашенных композиций полиэтилена.
o Волокно нитрон. Его свойства, область применения, ассортимент.
Процесс получения волокна нитрон С. Получение прядильного
раствора. Используемое сырье. Технологическая схема и параметры
процесса. Применяемая аппаратура. Производство товарного
волокна из прядильного раствора. Основные стадии процесса;
o Процесс получение волокна нитрон Д. Получение прядильного
раствора. Производство волокна из прядильного раствора;
o Процесс получения волокна нитрон М. Получение прядильного
раствора. Производство волокна из прядильного раствора.
РАЗДЕЛ 6. ПРОИЗВОДСТВО НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ НА
ОСНОВЕ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ
Тема 6.1. Производство водорода и карбамида
При изучении темы обратите внимание на потребность современных
производств нефтепереработки и нефтехимии в водороде; виды сырья для
производства водорода; конверсию метана в водород.
Изучите технологическую схему и основные параметры процесса конверсии
метана в трубчатых печах.Применение карбамида в различных отраслях
экономики. Используемое сырье. Технологическая схема и основные
параметры процесса.
Тема 6.2 Производство серы и серной кислоты
При изучении данной темы обратите внимание на следующие вопросы:
o Область применения серы и серной кислоты;
o Выделение серы в виде сероводорода из нефтепродуктов в процессе
нефтепереработки. Улавливание сероводорода из нефтяных газов;
o Методы получения серы и серной кислоты из сероводорода.
Технологическая схема получения элементарной серы. Параметры
процесса;
o Производство серной кислоты методами сухого и мокрого катализа.
Основные сведения о технологическом процессе.
Методические рекомендации по выполнению
контрольных работ
Контрольная работа выполняется учащимися после изучения
теоретического материала. При изучении каждой темы целесообразно
составить краткий конспект. Целесообразно при выполнении заданий
повторить соответствующий материал.
Каждый учащийся выполняет вариант задания, выданный преподавателем.
Контрольные работы должны быть аккуратно оформлены в тетради,
необходимо оставить широкие поля для для замечаний рецензента, а также
несколько свободных строк после ответа на каждое задание. Писать чётко и
ясно. Контрольные работы нужно выполнять чернилами в школьной тетради,
на обложке которой приводятся сведения по образцу (прил. 1). На первой
странице указывается номер варианта. Порядок записи вопросов и ответов в
контрольных работах должен быть сохранён таким, как задан в
соответствующем варианте. Ответы должны быть по возможности краткими,
точными и исчерпывающими. Таблицы и рисунки размещённые в тексте
ответов, должны быть пронумерованы и озаглавлены. Копирование рисунков
из учебников средствами множительной техники не допускается. В конце
работы приводится список использованной литературы, ставятся дата
выполнения работы и подпись учащегося.
Зачтённая контрольная работа может иметь те или иные замечания. Они
должны быть исправлены, и работа предъявлена преподавателю на сессии.
Если работа не зачтена, студент обязан предъявить её на повторную
рецензию, включив в неё те вопросы, ответы на которые оказались не
верными. Для этого необходимо сделать работу над ошибками, её выполняют
в той же тетради, заново переписывая условия неверных заданий. В конце
ставится дата и подпись.
Зачтённая контрольная работа предъявляется экзаменатору. Чтобы быть
допущенным к сдаче зачёта по дисциплине, контрольная работа должна быть
защищена в период сессии.
Варианты заданий контрольной работы
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
1
2
3
4
5
6
7
Номер вопроса
24
47
25
48
26
49
27
50
28
51
29
52
30
53
31
54
32
55
33
56
34
57
35
58
36
59
37
60
38
61
39
62
40
63
41
64
42
65
43
66
44
67
45
68
46
69
30
60
31
61
23
43
34
54
25
45
36
16
17
47
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
43
46
65
45
44
38
39
40
41
42
80
81
63
74
65
76
77
1. История развития нефтехимического производства.
2. Место нефтехимического производства в системе нефтепереработки.
3. Роль продуктов нефтехимической промышленности в различных
отраслях экономики.
4. Охарактеризуйте основные нефтехимические продукты.
5. Проанализируйте преимущества синтетических продуктов перед
природными. Перспективы развития нефтехимии.
6. Охарактеризуйте углеводородные сырьё, применяемое для
нефтехимического синтеза.
7. Охарактеризуйте жидкие дистилляты и нефтепродукты,
образующиеся при переработке нефти и используемые в качестве сырья для
нефтехимического синтеза.
8. Опишите значение предварительной подготовки углеводородного
сырья.
9. Охарактеризуйте подготовку углеводородных газов и переработке:
очистка от механических примесей, осушка.
10. Охарактеризуйте методы разделения углеводородных газов на
компоненты:
компрессорный,
абсорбционный,
адсорбционный,
комбинированный.
11. Охарактеризуйте процесс разделения углеводородных газов
методом низкотемпературной ректификации. Приведите технологическую
схему процесса.
12. Охарактеризуйте процесс разделения углеводородных газов
хемосорбцией. Преимущество данного метода перед другими методами.
Приведите технологическую схему процесса.
13. Охарактеризуйте процесс разделения жидких углеводородов
методом азеотротопной перегонки. Приведите технологическую схему
процесса.
14. Охарактеризуйте процесс разделения жидких углеводородов
методом экстрактивной дистилляции. Приведите технологическую схему
процесса.
15. Охарактеризуйте процесс разделения жидких углеводородов
методом экстракции. Приведите технологическую схему экстракции.
16.
Охарактеризуйте процесс получения этилена и пропилена.
Приведите технологическую схему пиролиза.
17. Охарактеризуйте процесс разделения ксилолов на изомеры.
Приведите технологическую схему процесса.
18. Охарактеризуйте процесс выделения твердых и мягких парафинов.
19. Охарактеризуйте процесс получения этилбензола. Приведите
технологическую схему процесса.
20. Охарактеризуйте процесс получения изопропилбензола. Приведите
технологическую сему процесса.
21. Охарактеризуйте процесс получения высших алкилбензолов.
Приведите схему реакционного узла.
22. Опишите особенности процесса алкилирования бензола олефинами
в зависимости от применяемых катализаторов.
23. Опишите применение алкилбензолов в качестве полупродуктов
нефтехимического синтеза.
24. Охарактеризуйте и сравните катализаторы применяемые в процесс
алкирования фенола спиртами и опефинами.
25. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему получения
алкилфенолов из фенола и полимербензина в присутствии ионообменных
смол.
26. Опишите применение реакции изомеризации при получении сырья
для нефтехимических производств.
27. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему газофазной
изомеризации н-бутана.
28. Охарактеризуйте и сравните катализаторы применяемые в процессе
изомеризации бутана в изобутан.
29. Охарактеризуйте процесс получения бутадиена двухстадийным
дегидрированием бутана.
30. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
дегидрирования бутана до бутилена.
31. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
дегидрирования бутилена до бутадиена.
32. Охарактеризуйте процесс получения бутадиена одностадийным
дегидрирование бутана.
33. Охарактеризуйте катализаторы, применяемые в процессе
дегидрирования бутана в бутилены.
34. Охарактеризуйте катализаторы, применяемые в процессе
дегидрирования бутиленов в бутадиены.
35. Охарактеризуйте катализаторы, применяемые в процессе
одностадийного дегидрирования бутана в бутадиен. Преимущества и
недостатки процесса.
36. Охарактеризуйте процесс дегидрирования изопентана в изопрен.
37. Охарактеризуйте процессы получения стирола и -метилстирола.
38. Охарактеризуйте процесс получения акрилонитрила окислительным
аммонолизом пропилена; условия проведения процесса.
39. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена.
40. Охарактеризуйте процесс получения метилакрилата из нитрила
акриловой кислоты. Приведите технологическую схему процесса.
41. Охарактеризуйте процесс получения карбоновых кислот
окислением парафина.
42. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения карбоновых кислот окислением парафина.
43. Охарактеризуйте процесс получения высших жирных спиртов
окислением парафина.
44. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения высших жирных спиртов окислением парафина.
45. Охарактеризуйте процесс получения оксида этилена.
46. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения оксида этилена.
47. Охарактеризуйте процесс получения ацетальдегида из этилена;
параметры процесса.
48. Охарактеризуйте процесс получения ацетона и фенола методом
кислотного разложения гидроперекиси изопропилбензола.
49. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения ацетона и фенола методом кислотного разложения гидроперекиси
изопропилбензола.
50. Охарактеризуйте процесс получения этилового спирта прямой
гидратации этилена.
51. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения этилового спирта прямой гидратацией этилена.
52. Охарактеризуйте процесс получения этилового спирта
сернокислотной гидратацией этилена.
53. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения этилового спирта сернокислотной гидратацией этилена.
54. Охарактеризуйте процесс получения метанола из синтез-газа.
55. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения метанола из синтез-газа.
56. Охарактеризуйте процесс получения пропионового альдегида и
пропилового спирта.
57.
Опишите
область
применения
и
классификацию
поверхностноактивных веществ.
58. Охарактеризуйте процесс получения алкиларилсульфонатов.
59. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения алкиларилсульфонатов.
60. Охарактеризуйте процесс получения алкилсульфонатов.
61. Охарактеризуйте процесс получения алкилсульфонатов.
62. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему получения
алкилсульфатов.
63. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему получения
алкилсульфонатов.
64. Опишите виды полимерных материалов и волокон; классификация
полимеров; применение полимеров в различных отраслях экономики.
65. Опишите методы получения полимеров.
66. Охарактеризуйте процесс получения полиэтилена при высоком
давлении. Факторы влияющие на процесс.
67. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения ПЭВД в трубчатом реакторе.
68. Приведите сравнительную характеристику процессов получения
ПЭВД в трубчатом и автоклавном реакторах. Достоинство и недостатки
реакторов обоих типов.
69. Охарактеризуйте процесс получения ПЭНД.
70. Опишите преимущества и недостатки методов получения
полиэтилена при высоком и низком давлении.
71. Опишите процесс получения волокна нитрон. Основные стадии
процесса.
72. Охарактеризуйте процесс получения прядильного раствора волокна.
73. Охарактеризуйте процесс производства волокна из прядильного
раствора.
74. Охарактеризуйте процесс конверсии метана в трубчатых печах.
75. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
конверсии метана в трубчатых печах.
76. Охарактеризуйте процесс получения карбамида.
77. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения карбамида.
78.Опишите область применения серы и серной кислоты.
79.Охарактеризуйте процесс получения серы из сероводорода.
80. Приведите и охарактеризуйте технологическую схему процесса
получения серы из сероводорода.
81. Охарактеризуйте процесс производства серной кислоты методом
сухого катализа.
82. Охарактеризуйте процесс производства серной кислоты методом
мокрого катализа.
Приложение 1
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Новополоцкий государственный политехнический колледж
Контрольная работа №
По дисциплине
Основы технологии нефтехимического синтеза
______________________________________________
Ф.И.О.
Гр.___________
Вариант_______
Рецензент_________________
Сдана на рецензию__________
Регистрационный номер_____
Отметка о зачёте____________
Перечень рекомендуемой литературы
1 Белов П. С. Основы технологии нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1982.
2. Паушкин Я. М., Адельсон С. В., Вишнякова Т. П. Технология нефтехимического синтеза: В 2 ч. - М: Химия, 1973.
3. Технология пластических масс / Под ред. В. В. Коротка. - М: Химия, 1985.
4. ТимофеевВ.С. Принципы технологии основного органического и
нефтехимического синтеза. – М.: Высш.шк.,2003г.