urok - Всероссийский фестиваль педагогического творчества

Всероссийский фестиваль педагогического творчества
2015/2016 учебный год
Номинация: Педагогические идеи и технологии: профессиональное образование
Разработка открытого урока на тему
„Получение уксусной кислоты“
Мокрушина Екатерина Гольфатовна
ГБПОУ Нижнекамский нефтехимический колледж
Предмет МДК 02.01 Управление технологическими процессами производства
органических веществ
Курс, специальность 4 курс, специальность 240113 «Химическая
технология органических веществ»
Дидактическая цель: Изучить получение уксусной кислоты.
Развивающая цель: Способствовать формированию логического мышления.
Воспитательная цель: Формировать знания о поддержании заданных
параметров технологического процесса
Задачи: Актуализировать знания о свойстве, применении уксусной кислоты.
Изучить получение уксусной кислоты.
Тип занятия: Комбинированный
Методические и дидактические материалы:
При подготовке к уроку
Самостоятельно разработанные
Рекомендованные
1. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и
нефтехимического синтеза. М.: Химия,2005,-592 с.:ил.
2. Капкин В. Д., Савинецкая Г.А., Чапурин В.И. Технология органического
синтеза. М.: Химия, 2003. 400 с.
3. www.elektrolibrari. Info
На уроке
Самостоятельно разработанные
Рекомендованные
1. Капкин В. Д., Савинецкая Г.А., Чапурин В.И. Технология органического
синтеза. М.: Химия, 2003. 400 с.
Педагогическая технология Компетентностный подход
ПК 2.1. Подготавливать исходное сырье и материалы.
ПК 2.2. Поддерживать заданные параметры технологического процесса.
ПК 2.3. Выполнять требования промышленной и экологической
безопасности и охраны труда.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации,
необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач,
профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии
в профессиональной деятельности.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий
в профессиональной деятельности.
№
I этап
Деятельность преподавателя
1. Оргмомент.
Проверить присутствующих.
2. Цель: Проверить домашнее задание. Актуализация
знаний о свойствах уксусной кислоты.
3. Задача: Оценить степень освоенности ранее
изученного материала: окислительное дегидрирование
метанола. Актуализировать знания о свойствах и
применении уксусной кислоты.
(тест):
1. Какая tкип. Формальдегида?
Назовите исходное вещество
?+0,5О2 => HCHO+H2O
3. Назовите побочные продукты при окислительном
дегидрировании метанола? Гидрирование метанола
является побочной реакцией, какие продукты
образуются в ходе этой реакции?
CH3OH +H2 =>
4. Какой катализатор используется в контактном
аппарате, работающий под Р= 0,16 МПа
5. Какая температура реакции во II стадии:
превращение метанола в формальдегид?
2.
Карточки с ответами сдать на проверку
4. Оценить. Каждый правильный ответ-1балла
От 0-2 баллов –оценка 2;
3 балла – оценка 3
Деятельность учащихся
1. Выполнить тестовое задание
1Какая tкип. Формальдегида?
2.Назовите исходное вещество
?+0,5О2 => HCHO+H2O
3. Назовите побочные продукты при
окислительном дегидрировании метанола?
Гидрирование метанола является побочной
реакцией, какие продукты образуются в
ходе этой реакции?
CH3OH +H2 =>
4. Какой катализатор используется в
контактном аппарате, работающий под Р=
0,16 МПа
5. Какая температура реакции во II стадии:
превращение метанола в формальдегид?
2. Сдать карточки с ответами на проверку,
Проверить правильность ответов
Актуализировать знания о свойствах уксусной
кислоты:
Записывают свойства уксусной кислоты:
Уксусная кислота имеет кислую среду, т.к.
при погружении лакмусовой бумаги в
уксусную кислоту, индекатор окрашивается
в красный цвет.
СН3СООН= СН3СОО-+Н+
4 балла – оценка 4
до 5 баллов – оценка 5
Историческая справка
Уксус можно смело назвать самой популярной в мире приправой к
пище. Во все пищевые культуры Запада и Востока, Старого и Нового
Света, уксус вошел издавна и существует поныне. Ценность его
подтверждается еще и тем, что традиционно уксус получали из того
сырья, что было доступно: в Западной Европе и Центральной Азии –
из винограда, в Англии – из ячменного солода, в Китае и Японии – из
риса, в Америке – из тростникового сахара, на островах Океании – из
кокосового молока.
Считается, что впервые уксус был получен из финикового вина
примерно 10 тысяч лет назад в Египте.
В эпоху бурного развития науки и промышленности удешевление
продукции встало во главу угла, что способствовало появлению
органического синтеза. Так в 1898 г К.А. Гофманом впервые была
получена синтетическая уксусная кислота.
СВОЙСТВА(опыты)
1. Уксусная кислота имеет кислую среду, т.к. при
погружении лакмусовой бумаги в уксусную кислоту,
индекатор окрашивается в красный цвет.
СН3СООН= СН3СОО-+Н+
2. Если добавить мел в укс кислоту выделяется СО2
2 H3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2
Запишите реакцию, которую вы видете на экране.
3. При взаимодействии Znс укс кислотой выделяется
водород. Запишите реакцию
1. Если добавить мел в укс кислоту выделяется
СО2
2 H3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2
Запишите реакцию, которую вы видете на
экране.
2. При взаимодействии Znс укс кислотой
выделяется водород. Запишите реакцию
2 H3COOH+Zn =(CH3COO)2 Zn + H2
3. Т крист укс кислоты 16,6 С
4. Т кип 118С
Актуализировать знания об области
применения уксусной кислоты, записать
их.
2 H3COOH+Zn =(CH3COO)2 Zn + H2
4. Т крист укс кислоты 16,6 С
5. Т кип 118С
ПРИМЕНЕНИЕ
Уксусная
кислота
и,
соответственно,
возможности ее применения в отдельных производствах, может
различаться по степени концентрации. Делиться она на пищевую, то
есть уксус (3-15%), и техническую – уксусную эссенцию (70-80%) и
ледяную (100%).
№
II
этап
Деятельность преподавателя
Изучение нового материала
Цель: Изучить получение уксусной кислоты: способы
получения, технологическую схему, реакционные узлы.
(лекция +сотрудничество)
Деятельность учащихся
Изучают получение уксусной кислоты.
Записывают свойства уксусной кислоты:
Изучают и записывают способы получения
уксусной кислоты:
1)Получение из метана
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ:
Уксусную кислоту можно получать следующими способами:
1) Получение из метана
2)Получение из этилена
3)Получение из бутана
2) Получение из этилена
3) Получение из бутана
Изучают технологическую схему получения
уксусной кислоты
Окисление проводят в реакторе 1 из
нержавеющей стали при температуре 160-1900С и
давлением 4,8 МПа. Воздух подается в нижнюю
часть реактора в таком количестве, чтобы
содержание кислорода в отдувочном газене
привышало 4 % об. Парогазовая смесь и
непрорегировавшие углеводороды поступают в
конденсационную систему 2-5, где утилизируется
тепло с получением вторичного пара.
Наиболее перспективным является последний метод, так как бутан
Сконденсировавшиеся продукты возвращаются в
является компонентом природного газа и попутных нефтяных газов, а зону реакции. Оксидат из реактора поступает в
уксусная кислота получается в одну стадию.
ректификационную колонну 7, где отделяются
нейтральные кислородсодержащие продукты,
СХЕМА
Окисление проводят в реакторе 1 из нержавеющей стали возвращаемые на доокисление в реактор 1. В
колонне 11 происходит отделение воды и кислот
при температуре 160-1900С и давлением 4,8 МПа. Воздух
С1-С4, а кубовый остаток колонны 9, пройдя блок
подается в нижнюю часть реактора в таком количестве,
выделения янтарной кислоты 10, поступает на
чтобы содержание кислорода в отдувочном газене
привышало 4 % об. Парогазовая смесь и непрорегировавшие повторное окисление. Товарные муравьиная,
уксусная и пропионовая кислоты выделяются
углеводороды поступают в конденсационную систему 2-5,
азеотропной и обычной ректификацией (блок 13—
где утилизируется тепло с получением вторичного пара.
15). Суммарный выход кислот С1—С3 и янтарной
Сконденсировавшиеся продукты возвращаются в зону
кислоты в расчете на превращенный бензин
реакции. Оксидат из реактора поступает в
ректификационную колонну 7, где отделяются нейтральные составляет 100—110%, причем в зависимости от
технологии проведения процесса и применяемого
кислородсодержащие продукты, возвращаемые на
сырья на долю уксусной кислоты приходится 60—
доокисление в реактор 1. В колонне 11 происходит
отделение воды и кислот С1-С4, а кубовый остаток колонны 75% от суммарного выхода товарных продуктов.
Отвечают на вопросы:
9, пройдя блок выделения янтарной кислоты 10, поступает
1 Что будет, если увеличить подачу воздуха Р-1?
на повторное окисление. Товарные муравьиная, уксусная и
2Как отводиться тепло реакции
пропионовая кислоты выделяются азеотропной и обычной
3 К какому процессу по тепловому эффекту
ректификацией (блок 13—15). Суммарный выход кислот
относится реакция окисления бутана?
С1—С3 и янтарной кислоты в расчете на превращенный
4. Как вы думаете влияет ли выбор времени
бензин составляет 100—110%, причем в зависимости от
реакции окисления на процесс?
технологии проведения процесса и применяемого сырья на
долю уксусной кислоты приходится 60—75% от суммарного 5 Поссмотрите на схему и на реакцию процесса
окисления бутана и назовите какие побочные
выхода товарных продуктов.
Вопросы по схеме
1 Что будет, если увеличить подачу воздуха Р-1?
2Как отводиться тепло реакции
3 К какому процессу по тепловому эффекту относится
реакция окисления бутана?
4. Как вы думаете влияет ли выбор времени реакции
окисления на процесс?
5 Поссмотрите на схему и на реакцию процесса окисления
бутана и назовите какие побочные продукты образуются при
получении уксусной кислоты?
6 Что будет, если увеличить подачу пара в колонну К-6?
продукты образуются при получении уксусной
кислоты?
6 Что будет, если увеличить подачу пара в
колонну К-6?
Изучить реакционные узлы,записать способы
отвода тепла, выполнить задание: определить
принцип действия реакционного узла и его
название, определить какой реакционный узел
соответствует технологической схеме.
РЕАКЦИОННЫЕ УЗЛЫ
В качестве промышленных реакторов наибольшее
применение получили барботажные колонны высотой до 1015м и диаметром до 2-3 м. Поскольку карбоновые кислоты
колонный реактор
корродируют обычную сталь, для изготовления аппаратуры
периодического действия с выносным
применяют алюминий, титан или некоторые легированные
охлаждением
стали.
Важным обстоятельством является способ отвода большого
количества выделяющегося тепла.:
1. За счет системы с внутренними теплообменниками,
что усложняет конструкцию реактора.
2. Более предпочтительны реакторы с выносными
теплообменниками и циркуляцией жидкости через
них.
3. Еще выгоднее отводить тепло за счет испарения
Колонный реактор непрерывного действия
исходного углеводорода или растворителя, которые
конденсируют из отходящего газа в обратном
конденсаторе и возвращают в реактор.
Дать задание на листах А4:
Необходимо изучить реакционные узлы,записать способы
отвода тепла, выполнить задание, определить какой
реакционный узел соответствует технологической схеме
каскад колонн с
охлаждением за счет испарения
Тарельчатая колонна
№
III
этап
IV
этап
Деятельность преподавателя
Закрепление полученных знаний
Цель: Обобщить и освоить полученные знания. (ответы на
тест + оценивание+получение информации об уровне
усвоения материала)
После ознакомления с теорией провожу опрос:
1. Какая tкип. уксусной кислоты?
2. Получение уксусной кислоты окислением бутана
является:
3. При каких технологических параметрах проводят
процесс окисления бутана?
4. Какой окислитель используется в реакции окислении
бутана?
5.Какой реакционный узел используется в
технологической схеме?
Деятельность учащихся
Выполнить тест:
1.Какая tкип. уксусной кислоты?
Рефлексия усвоенного материала, домашнее задание.
Цель:. Повторение изученного материала, итоги занятия,
домашнее задание
Домашнее задание: 1) 173-174.
лекция
Записывают, отвечают.
2Получение уксусной кислоты окислением
бутана является:
3При каких технологических параметрах
проводят процесс окисления бутана?
4Какой окислитель используется в реакции
окислении бутана?
5 Какой реакционный узел используется в
технологической схеме??