ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

УТВЕРЖДАЮ

проректор СПбГТИ (ТУ) по учебной работе, д.х.н., профессор Масленников И.Г.

""200 г.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ

КОМПЛЕКС

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ,

НЕФТИХИМИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ

образовательной профессиональной программы (ОПП) 240803 – Рациональное использование материальных и энергетических ресурсов Факультет технологии органического синтеза и полимерных материалов Кафедра Ресурсосберегающих технологий Санкт-Петербург Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры ресурсосберегающих технологий протокол №, «» 200 г Заведующий кафедрой д.т.н., профессор Н.В.Лисицын Одобрено учебно-методической комиссией факультета технологии органического синтеза и полимерных материалов, протокол № «» 200 г Председатель д.х.н., профессор_ Н.А. Лавров Комплекс составил д.т.н., профессор_ Н.В. Лисицын Содержание 1 Пояснительная записка 2 Учебно-тематический план 3 Рабочая программа 4 Контрольные вопросы по дисциплине 5 Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов 6 Тестовые материалы, используемые при контроле знаний студентов 7 Методические рекомендации для преподавателей 8 Приложение.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Цели и задачи дисциплины Дисциплина «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» входит в блок дисциплин специализации. Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии решением методической комиссии факультета технологии органического синтеза и полимерных материалов.

Изучение дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» преследует следующие цели: ознакомление студентов с общими принципами ресурсосбережения и устойчивого развития химической промышленности, развитие творческого мышления студентов, повышение их интеллектуального уровня.

Основные задачи изучения дисциплины состоят в формировании у студентов представления о новых структурных и технологических решениях в основных технологических процессах химической технологии, нефтехимии и биотехнологии с точки зрения энерго- ресурсосбережения и привитие студентам знаний и навыков в оценке функционирования химических предприятий и способов повышения их эффективности.

Изучение дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» основано на знании студентами материалов дисциплин «Общая химическая технология», «Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии», «Процессы и аппараты химической технологии», «Информатика». Полученные знания необходимы студентам при подготовке, выполнении и защите выпускной квалификационной работы и при решении научно-исследовательских, проектно-конструкторских, производственно-технологических, организационно-управленческих задач в будущей профессиональной деятельности.

В результате изучения данной дисциплины студенты будут - методологию анализа жизненного цикла веществ и - критерии анализа устойчивости и ресурсосбережения в - технологию основных процессов химических, нефтехимических и биотехнологических промышленных производств;

- критерии оценки эффективности функционирования промышленных предприятий.

- иметь представления:

- о достижениях основных отечественных, зарубежных и международных проектных и научных организаций, работающих в области создания ресурсосберегающих систем;

нефтехимических и биотехнологических промышленных - производить расчет КПД производств и определять минимально необходимые затраты сырья и энергии;

- проводить анализ и оценку альтернативных вариантов технологической схемы производства.

Формы контроля По дисциплине «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» предусмотрены следующие виды контроля знаний студентов:

- Оперативный контроль. Оперативный контроль проводится с целью определения качества усвоения лекционного материала и части дисциплины, предназначенной для самостоятельного изучения. Наиболее эффективным является его проведение в письменной форме или с использованием специализированного программного обеспечения по аттестации «Оперативный контроль» по окончании изучения очередной учебной темы.

Частота контроля определяется индивидуально для каждой группы студентов, но не реже двух раз в течение семестра. Результаты оперативного контроля оформляются в виде отдельной ведомости и хранятся в системе электронного документооборота кафедры. При этом могут использоваться контрольные вопросы, тестовые задания.

- Рубежный контроль.. В течение семестра студенты готовят ответы на контрольные вопросы и тестовые задания по каждой теме образовательной программы. Студентами по темам, в том числе и отнесенным к самостоятельному изучению с использованием рекомендованной литературы в учебно-методическом комплексе, выполняется контрольная работа.

Результаты контрольной работы фиксируются в ведомости контрольных работ, ведомость хранится в системе электронного документооборота кафедры в течение периода обучения студента в ВУЗе (но не менее одного года)..

По каждой лабораторной работе студентами представляется отчет, подготовленный с использованием офисных программ, и хранится в системе электронного документооборота кафедры в течение периода обучения студента в ВУЗе ( но не менее одного года).

- Итоговый контроль по курсу. Для контроля усвоения данной дисциплины учебным планом предусмотрены: курсовой проект, зачет и экзамен.

По курсовому проекту студенты представляют материалы в соответствии с действующим стандартом предприятия. Оценка по курсовому проекту проставляется в приложении к диплому.

На зачете студентам предлагается ответить на 2 вопроса по материалам учебной дисциплины, включая и материал, представленный для самостоятельного изучения, и решить задачу.

На экзамене студентам необходимо ответить на три вопроса экзаменационных билетов. Оценка по экзамену является итоговой по курсу и проставляется в приложении к диплому.

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Термодинамические ресурсосбережения.

3 Эффективность и химической отрасли промышленности 4 Эффективность технологических нефтепереработки и 5 Эффективность процессов на примере По дисциплине выполняется курсовой проект, из расчета 40 часов из объема самостоятельной работы.

На подготовку к оперативному и рубежным контролям, зачету предусмотрены часы самостоятельной работы в объеме 16 часов.

ИТОГО объем часов самостоятельной работы составит 118 часов.

Для оперативного контроля освоением дисциплины предусмотрен контроль самостоятельной работы студентов (КСР) в объеме 20 часов.

Распределение часов по дисциплине представлено следующим образом:

Всего на изучение дисциплины – 220 часов Аудиторные занятия – 102 часа (Лекции – 58 час., лабораторные 24 час., КСР – 20 час.)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

УТВЕРЖДАЮ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

« РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ,

НЕФТЕХИМИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ»

образовательной профессиональной программы (ОПП) 240803 – Рациональное использование материальных и Факультет технологии органического синтеза и полимерных материалов Кафедра Ресурсосберегающих технологий Контроль самостоятельной работы 20 час.

Самостоятельная работа 118 час.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Ресурсосберегающих технологий протокол №, Заведующий кафедрой д.т.н., профессор Н.В.Лисицын Одобрено учебно-методической комиссией факультета технологии органического синтеза и полимерных материалов, протокол № Председатель д.х.н., профессор _ Н.А. Лавров Программу составил доцент д.т.н., профессор Н.В. Лисицын

СОГЛАСОВАНО

Заведующая лабораторией стандартизации _ И.А. Рудакова

1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ

ПРОЦЕССЕ

Дисциплина «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» входит в блок дисциплин специализации. Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии решением методической комиссии факультета технологии органического синтеза и полимерных материалов.

Изучение дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» преследует следующие цели: ознакомление студентов с общими принципами ресурсосбережения и устойчивого развития химической промышленности, развитие творческого мышления студентов, повышение их интеллектуального уровня.

Основные задачи изучения дисциплины состоят в формировании у студентов представления о новых структурных и технологических решениях в основных технологических процессах химической технологии, нефтехимии и биотехнологии с точки зрения энерго- ресурсосбережения и привитие студентам знаний и навыков в оценке функционирования химических предприятий и способов повышения их эффективности.

Изучение дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» основано на знании студентами материалов дисциплин «Общая химическая технология», «Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии», «Процессы и аппараты химической технологии», «Информатика». Полученные знания необходимы студентам при подготовке, выполнении и защите выпускной квалификационной работы и при решении научно-исследовательских, проектно-конструкторских, производственно-технологических, организационно-управленческих задач в будущей профессиональной деятельности.

2 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения данной дисциплины студенты будут - методологию анализа жизненного цикла веществ и производств;

- критерии анализа устойчивости и ресурсосбережения в отрасли;

- технологию основных процессов химических, нефтехимических и биотехнологических промышленных производств;

- критерии оценки эффективности функционирования промышленных предприятий.

- иметь представления:

- о достижениях основных отечественных, зарубежных и международных проектных и научных организаций, работающих в области создания ресурсосберегающих систем;

- проводить термодинамический анализ химических, нефтехимических и биотехнологических промышленных производств;

- производить расчет КПД производств и определять минимально необходимые затраты сырья и энергии;

- проводить анализ и оценку альтернативных вариантов технологической схемы производства.

3 ВИДЫ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ И ИХ ОБЪЕМ

Занятия по дисциплине «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» проводятся на 4 и 5 курсах (8 и 9 семестры) в объеме: лекции – 58 час., лабораторные занятия – 24 час., контроль самостоятельной работы студентов – 20 час. и самостоятельная работа – час. По дисциплине предусмотрены следующие виды контроля: курсовой проект, зачет и экзамен.

4 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ

ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Темы и содержание лекций 4.1.1.1. Методология анализа жизненного цикла вещества. Определение цели и области его применения. Устойчивое развитие и природа. Термодинамическая перспектива использования солнечной энергии. Экологическое ограничение и развитие 4.1.2 Термодинамические критерии анализа устойчивости развития и 4.1.2.1.Параметры устойчивости использования ресурсов. Эффективность эксергии и соответствие условиям окружающей среды.

4.1.3 Эффективность и устойчивость химической отрасли 4.1.3.1. Энергетические потери в обрабатывающей промышленности.

Эффективное использование высококачественных ресурсов и пути достижения устойчивого развития.

4.1.4 Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии (14 часов) 4.1.4.1 Основные сырьевые ресурсы.

4.1.4.2 Общая характеристика нефтехимического комплекса.

4.1.4.3 Эффективность первичной перегонки нефти.

4.1.4.4 Эффективность процессов каталитического риформинга и переработки катализата.

4.1.4.5 Эффективность производства низших олефинов пиролизом углеводородов.

4.1.4.6 Эффективность производства этилбензола и диэтилбензола.

4.1.4.7 Эффективность производства стирола.

4.1.5 Эффективность интеграции процессов на примере производства аммиака (26 часов) 4.1.5.1 Основные технологические процессы производства аммиака.

Функциональная схема производства аммиака.

4.1.5.2 Аппаратурно-технологическая реализация процессов.

4.1.5.3 Промышленные схемы производства аммиака.4.1.5.4 Конверсия углеводородов и особенности построения промышленных технологических схем. Оценка их эффективности.

4.1.5.5 Схемы с парокислородно-воздушной, парокислородной и высокотемпературной конверсией метана. Схемы с двухступенчатой конверсией.

4.1.5.6 Определение минимальных затрат сырья и энергии при производстве аммиака.4.1.5.7 Интеграция процессов синтеза аммиака с производством метанола.4.1.5.8 Постадийный анализ технологических схем. Эксергетический КПД технологических стадий.

4.1.5.9 Изменение коэффициента целевого использования эксергии по технологическим стадиям.

4.1.5.10 Роль энергетики в повышении производства аммиака и метанола.

4.1.5.11 Приведенный относительный КПД комбинированных схем.

Суммарный эксергетический КПД.4.1.5.12 Оптимальный расход топлива в энерготехнологических схемах.4.1.5.13 Термодинамический анализ энерготехнологического агрегата.

4.1.6 Производство и превращение биомассы. (4 часа) 4.1.6.1. Замкнутые циклы круговорота элементов. Источники биомассы.

Технологии превращения: сжигание, пиролиз, газификация. Общее превращение биомассы.

4.1.6.2. Промышленные процессы получения биотоплив. Биохимическая очистка сточных вод.

4.1.7.1. Воздействие ионов токсичных тяжелых металлов. Влияние растворителей. Материалы, необходимые для ресурсосберегающей экономики.

Утилизация и повторное использование.

4.1.8 Взаимосвязь химической отрасли, экологии и термодинамики ( 4.1.8.1. Взаимовлияние химической отрасли на экономику и экологию.

4.1.8.2. Эко-термодинамика. Термодинамическая эффективность и экономика.

Экология и термодинамика.

4.1.9.1. Энергетическая промышленность. Химическая промышленность.

4.2. Темы и содержание лабораторных работ (24 час.) 4.2.1 Анализ функционирования блока стабилизации и перегонки бензина на установке первичной переработке нефти (4 час.) В ходе лабораторной работы студенты моделируют состав нефти, разрабатывают модель каскада ректификационных колонн и оценивают эффективность системы на основании расчета ее теплового баланса.

Тема «Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии».

4.2.2 Анализ работы блока стабилизации установки гидроочистки (4 час.).

Студенты исследуют влияние режимных параметров на показатели качества продуктов и предлагают новый режим работы, обеспечивающий снижение температуры конца кипения отгона гидроочистки до 1800С.

Тема «Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии».

4.2.3 Анализ функционирования блока стабилизации установки бензольного риформинга (4 час.) В процессе лабораторной работы студенты разрабатывают модель процесса, изучают влияние режимных параметров на качество стабильного катализата и рефлюкса и выдают рекомендации по оптимизации технологической схемы.

Тема «Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии».

4.2.4 Эксергетический анализ бутановой колонны установки газофракционирования. (4 час.) индивидуальными заданиями студенты производят расчет потерь эксергии для бутановой колонны. Расчеты производятся с помощью моделирующей программы HySys.

Тема «Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии».

4.2.5 Анализ функционирования установки производства ксилолов. (4 час.) В работе студенты исследуют возможность снижения суммарной тепловой нагрузки колонн в существующей двухстадийной схеме выделения тяжелой ароматики и оценивают целесообразность перехода к одностадийной схеме.

Тема «Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии».

4.2.6 Анализ работы установки предфракционирования н- парафинов ( час.).

В ходе лабораторной работы студенты разрабатывают модель установки и находят предельно допустимый расход побочной фракции С13, обеспечивающий максимальный выход целевой фракции С10-С13.

Тема «Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии».

Время, отводимое на выполнение проекта составляет 40 час., которые включены в объем для самостоятельного изучения дисциплины.

4.3.1.1 Рекуперация тепла дымовых газов печей установки АВТ-6.

На основании данных о работе печей, полученных во время прохождения производственной практики, студенты должны выполнить сравнительный анализ рекуперации тепла дымовых газов для перегрева пара и подогрева воздуха.

При расчете физико-химических свойств дымовых газов студенты применяют моделирующую программу HySys.

4.3.1.2 Использование низкопотенциального тепла установок первичной переработки нефти.

В проекте студенты должны проанализировать возможность использования тепла отходящего воздуха воздушных холодильников для подогрева воды в аппаратах пенного типа.

4.3.1.3 Экономия энергоресурсов на установке газофракционирования..

В проекте студенты должны проанализировать возможность использования теплового насоса для бутановой колоны установки газофракционирования.

Для моделирования студенты используют моделирующую программу HySyS.

4.3.1.4 Биологическая очистка сточных вод с использованием активного ила.

В проекте студенты должны рассчитать параметры оборудования и технологических потоков установки очистки сточных вод, разработать реактор для биологической очистки сточных вод с использованием активного ила и сепарации активного ила методом фильтрации через псевдоожиженный слой.

4.3.1.5 Утилизация отходящих газов производства фосфора.

В проекте студенты должны рассмотреть вопросы утилизации отходящих газов при подготовке сырья (сушка руды).

4.3.1.6 Переработки риформата с целью снижения содержания в нем бензола до экологических норм ЕВРО-4.

В проекте студенты должны рассчитать ректификационную колону с боковым отбором бензолсодержащей фракции из катализата риформинга.

4.3.1.7 Анализ эффективности системы теплообмена установок первичной В проекте студенты проводят анализ степени рекуперации теплоты на установках АТ-6, АВТ-6, АВТ-2 и АТ-1 и исследуют варианты изменения структуры тепловой схемы.

4.3.1.8 Повышение эффективности выделения тяжелой ароматики на установках суммарных ксилолов и ОПК с целью снижения В проекте студенты с использованием моделирующей программы HYSYS исследуют возможность структурной оптимизации установок суммарных ксилолов и ОПК.

4.3.1.9 Синтез системы разделения углеводородов В проекте студенты проектируют установку газофракционирования и анализируют целесообразность реконструкции действующей установки 4.3.1.10 Исследование технологических режимов установки предфракционирования при различном содержании в сырье целевой фракции.

В проекте студенты исследуют режимы работы ректификационных колон при увеличении производительности установки.

4.3.11 Исследоавание влияния технологических параметров на октановое число катализата.

В проекте студенты определяют оптимальные температуры на входе в реакторы, количество хлорорганики и влажности с целью увеличения октанового числа.

4.3.12 Моделирование колоны стабилизации установки гидроочистки.

В проекте студенты исследуют режимы работы колоны стабилизации с целью использования бензина отгона в качестве сырья риформинга.

4.4 Самостоятельная работа (118 час.).

Самостоятельная работа включает подготовку к лабораторным занятиям, к зачету, выполнение курсового проекта и изучение, отдельных тем, отнесенных к самостоятельному изучению студентами с использованием литературных источников, представленных в учебной программе дисциплины.

В число часов для самостоятельной работы включено необходимое время для подготовки к текущему контролю, проводимого в течение семестра.

лабораторным работам (62 час.).

4.4.1 Термодинамические критерии анализа устойчивости развития и ресурсосбережения. (2 часа) 4.4.1.1 Триединая концепция устойчивого развития. Экономическая, экологическая и социальная составляющие.

4.4.2 Эффективность и устойчивость химической отрасли промышленности. ( часа) 4.4.2.1 Подотрасли химической промышленности.

4.4.3 Эффективность технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии (20 часов) 4.4.3.1 Комбинированные установки процессов первичной и вторичной перегонки нефти 4.4.3.2 Переработка тяжелых остатков. Получение малосернистого кокса.

4.4.3.3 Процессы глубокой переработки нефти. Гидрокрекинг.

4.4.3.4 Процессы глубокой переработки нефти. Каталитический крекинг.

4.4.3.5 Процессы глубокой переработки нефти. Висбрекинг.

4.4.3.6 Выделение парафинов методом адсорбции.

4.4.3.7 Современные установки каталитического риформинга.

4.4.3.8 Установки платформинга.

4.4.3.9 Снижение содержания бензола в риформатах.

4.4.3.10 Получение метилтретбутилового эфира (МТБЭ) 4.4.4 Эффективность интеграции процессов (26 часов) 4.4.4.1 Одновременное получение серной кислоты и водорода.

4.4.4.2 Физические основы получения водорода путем электролиза серной кислоты.

4.4.4.3 Термохимические циклы разложения воды. Термохимический цикл сера-иод.

4.4.4.4 Способы получения водорода с помощью ядерной энергии 4.4.4.5 Производство экстракционной фосфорной кислоты. Проблемы утилизации фосфогипса.

4.4.4.6 Проблемы утилизации и фтористых соединений в производстве экстракционной фосфорной кислоты.

4.4.4.7 Производство термической фосфорной кислоты.

4.4.4.8 Пути энергосбережения термической фосфорной кислоты.

4.4.4.9 Проблемы реализации процесса окисления фосфора водяным 4.4.4.10 Перспективы реализации каталитических процессов конверсии оксида углерода, содержащегося в отходящих газах производства фосфора.

4.4.4.11 Пути утилизации отходящих газов производства термического фосфора.

4.4.4.12 Утилизация окислов оксида в производстве азотной кислоты.

4.4.4.13 Использование кислотостойких цеолитов для поглощения оксидов азота в производстве азотной кислоты.

4.1.5 Производство и превращение биомассы. (4 часа) 4.1.5.1. Получение спиртов и полиолов.

4.1.5.2. Биоконверсия лигноцеллюлозных отходов.

4.1.6 Зеленая химия.(2 часа) 4.1.6.1 Применение биокатализаторов в химических процессах.

4.1.7 Взаимосвязь химической отрасли, экологии и термодинамики (4 часа).

4.1.7.1 Основные законы экологии.

4.1.7.2 Взаимосвязь законов сохранения и основных законов экологии.

4.4.8. Промышленность будущего (2 часа).

4.4.8.1 Производство бинарных моторных топлив. Циклические процессы.

5 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа.ч.2.М. Химия, 1980.с.

2 Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. Ч.1 и ч.2 ЦНИИТЭнефтехим 2000,2001.-с.221,424.

3 Абросимов А. А. Экология переработки углеводородных систем: Учебник для студентов и аспирантов вузов, обучающихся по хим.-технол.

специальностям / А. А. Абросимов. - М.: Химия, 2002. - 608 с.:

4 Бокрис Дж. O’М. Солнечно-водородная энергия. Сила, способная спасти мир / Дж. О' М. Бокрис, Т. Н. Везироглу, Д. Л. Смит ; пер. с англ. Д. О.

Дуникова. - М.: МЭИ, 2002. - 164 с 5 Задачи и вопросы по химии окружающей среды: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" направления подгот. ипломир. специалистов "Защита окружающей среды" / Н. П.

Тарасова, В. А. Кузнецов, Ю. В. Сметанников и др. - М.: Мир, 2002. - 368 с.

6 Мухленов И.П., Горштейн А.Е, Тумаркина Е.С., Кузичкин Н.В. Основы химической технологии. 4-е изд.,перераб. и доп. – М: Высшая школа, 1991-360 с.

7 Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов. – М.: Химия, 1999. – 472с.

8 Яковлев В.И. Биотехнология микробного синтеза/ Учеб.пособие СПб ГТИ(ТУ), 2005.-294с.

9 Биохимия/ Учебник для Вузов под ред. В.Г. Щербакова, СПб, WORD, 2003.с.

Дополнительная 1 Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. М., Высшая шк., 2003. 536 с.

2 Бобылев С. Н., Гирусов Э. В., Перелет Р. А. Экономика устойчивого развития. Учебное пособие. Изд-во Ступени, Москва, 2004, 303 сс., 3 Химия. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — 2-е изд. — БСЭ, 4 Зеленая химия в России под редакцией В.В.Лунина, П.Тундо, Е.С.Локтевой. Издательство Московского университета, 5 Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки.

Т. 1. М.: Мир, 6 Цыганков А.П., Сенин В.Н. Циклические процессы в химической технологии. Основы безотходных производств. – М.: Химия, 1988. – 7 Лейтес И.Л., Сосна М.Х., Семенов В.П. Теория и практика химической энерготехнололгии. /Под редакцией И.Л. Лейтеса. –М.: Химия, 1988.

8 В.М. Бродянский, В.Ф. Фратшер, К. Михалек Эксергетический метод и его приложения. –М.: Энергоатомиздат, 1988.

9 Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Энциклопедия энергосбережения. – Екатеринбург: ИД «Сократ», 2002. -352 с.

10 Каменник Л.Л. Ресурсосберегающая политика и механизм ее реализации. –СПб, 1999, -384 с.

11 Степанов В.С. Химическая энергия и эксергия веществ. –Новосибирск:

12 Данилов О.Л. Энергосбережение в энергетике и технологиях. –М.:

издательство МЭИ, 2003. -32 с.

13 Тимошенко Н.И. Ресурсосберегающие технологии: Учебное пособие. – Новосибирск: Изд. НГТУ, 1997. -84 с.

14 Справочник «Сжиженный природный газ (СПГ). Физико-химические, энергетические и эксплуатационные свойства». / Под ред. Ходоркова И.Л. –СПб: изд. Химиздат. 2003. -22 с.

15 Поконова Ю.В. Краткий практический справочник по нефтепродуктам. –СПб: СПб ГТИ(ТУ), 2004. -166 с.

16 Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. –СПб: АНО НПО «Мир и Семья», 2002. -1280 с.

17 Хайрудинов И.Р., Ишкильдин А.Ф. Максименко М.М. Термический крекинг и новые резервы углубления переработки нефти: Учебное пособие.– Уфа: Изд. УГНТУ, 1995. -53 с.

18 Голомшток Л.И., Халдей К.З. Снижение потребления энергии в процессах переработки нефти. –М.: Химия, 1990. -144 с.

19 Резчиков Е.А. Экология: Учебное пособие. 2-е изд. испр. и доп. - М.:

МГИУ, 2000 - 96с.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Вопросы по теме: «Термодинамические критерии анализа устойчивости развития и ресурсосбережения».

1) Назовите основные параметры устойчивости использования ресурсов 2) Анализ функционирования производства с помощью эксергетического Вопросы по теме: «Эффективность и устойчивость химической отрасли промышленности».

1) Энергетические потери в обрабатывающей промышленности.

2) Термодинамическая эффективность производства аммиака.

3) Назовите основные способы получения серной кислоты 4) Назовите основные способы получения фосфорной кислоты.

5) Основные направления повышения эффективности функционирования 6) производства метанола.

7) Процессы первичной нефти. Пинч- анализ установок АТ и АВТ.

8) Пути повышения эффективности функционирования установок 9) гидроочистки.

10) Газофракционирование. Анализ возможности снижения 11) энергоресурсов.

12) Выделение парафинов методом адсорбции.

13) Сопоставление установок каталитического риформинга и 14) Процессы глубокой переработки нефти. Каталитический крекинг, 15) гидрокрекинг, коксование, пиролиз.

16) Использование высококачественных ресурсов для достижения 17) развития.

Вопросы по теме: «Производство и превращение биомассы»

1) Охарактеризуйте замкнутый цикл круговорота элементов.

2) Назовите источники биомассы.

3) Основные технологии превращения биомассы.

4) Промышленные процессы получения биотоплив.

5) Биохимическая очистка сточных вод.

Вопросы по теме: «Зеленая химия»

1) Воздействие ионов токсичных тяжелых металлов.

2) Влияние растворителей 3) Что такое утилизация и чем она отличается от повторного использования?

4) Материалы, необходимые для ресурсосберегающей экономики Вопросы по теме: «Взаимосвязь химической отрасли, экологии и термодинамики».

1) Как влияет развитие отрасли на экологию?

2) Что такое эко-термодинамика?

3) Как связаны термодинамическая эффективность и экономика?

4) Как связаны экология и термодинамика?

Вопросы по теме: «Промышленность будущего»

1) Назовите основные тенденции развития энергетической промышленности.

2) Назовите основные тенденции развития химической промышленности.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Рабочей программой дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 118 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления знаний по дисциплине и предусматривает:

- изучение отдельных разделов тем дисциплины - чтение студентами рекомендованной литературы и усвоение теоретического материала дисциплины;

- подготовку к лабораторным занятиям;

- работу с Интернет-источниками;

- посещение отраслевых выставок и семинаров, проводимых в СанктПетербурге;

- подготовку к различным формам контроля.

- выполнение курсовой работы.

Планирование времени на самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала. Материал, законспектированный на лекциях, необходимо регулярно дополнять сведениями из литературных источников, представленных в рабочей программе дисциплины.

По каждой из тем для самостоятельного изучения, приведенных в рабочей программе дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» сначала прочитать рекомендованную литературу и при необходимости составить краткий конспект основных положений, терминов, сведений, требующих запоминания и являющихся основополагающими в этой теме и для освоения последующих тем курса.

Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных системах, таких как www.rambler.ru, www.yandex.ru, www.google.ru, www.yahoo.ru и использовать материалы сайтов, рекомендованных преподавателем на лекционных занятиях.

ТЕСТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ

КОНТРОЛЕ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

1 Жизненным циклом вещества называется 2 К основным параметрам устойчивости использования ресурсов относятся _ _ 3 Система, которая может обмениваться со средой энергией, называется:

в) изолированной 4 Можно ли анергию обратить в эксергию?

в) в определенных условиях.

5 Что учитывает физическая и химическая эксергии?

Физическая эксергия учитывает_ Химическая эксергия учитывает_ 6 Отличие возобновляемых и невозобновляемых ресурсов состоит в том, 7 Установите в порядке возрастания времена истощения нефти, угля и солнечной энергии если коэффициенты запаса равны 0.13, 0.5 и 1, соответственно.

_; _;.

8 В качестве показателей термодинамической эффективности производства аммиака используются:

_ 9 Почему при производстве водорода электролизом целесообразно использовать серную кислоту?

a) из-за большой проводимости кислоты b) из-за большого сопротивления электролита 10 Какая концентрация диоксида серы используется при производстве серной кислоты контактным способом в аппаратах со стационарным слоем катализатора?

11 Технологические схемы получения серной кислоты по методу двойное контактирование - двойная абсорбция получили распространение изза _ 12 При производстве серной кислоты по методу сухой очистки газов обжига серного колчедана целесообразно использовать для окисления диоксида серы аппараты а) с кипящем слоем б) со стационарным слоем катализатора 13 Использование отходящих газов производства термического фосфора для конверсии окиси углерода затруднено из-за а) низкого содержание окиси углерода б) наличие в газах фосфина в) высокой температуры отходящих газов.

14 Окисление фосфора водяным паром при производстве фосфорной кислоты не нашло в настоящее время широкого применения по причине 15 Использование теплоты отходящих газов печей установок первичной переработки нефти затруднено из-за а) наличия в отходящих газах оксида серы б) сложных коммуникаций в) необходимости применения дополнительных дымососов г) все выше перечисленные причины.

16 Использование узкой фракции катализата риформинга при производстве ксилолов обусловлено_ 17 Для переработки тяжелых остатков в основном применяются следующие процессы а)_ б)_ в)_ 18 Активность и селективность катализаторов гидрокрекинга определяет 19 Основными продуктами процесса каталитического крекинга являются _ 20 Основная доля эксергии теряется а) В топке трубчатой печи;

б) В газоходе;

в) С отходящими из печи газами.

21 Для выделения парафинов установке Парекс применяется а) адсорбция б) абсорбция с) экстрактивная дистилляция 22 При переработке природного газа наибольшие энергетические потери имеют место:

а) при производстве азотной кислоты;

б) при производстве метанола;

в) при производстве водорода;

г) при производстве аммиака.

23 Уменьшение энергетические потерь должно быть основано а) на необходимости как можно дольше избегать потерь эксергии;

б) на сохранении качества энергии и вещества.

в) на необходимости как можно дольше избегать потерь эксергии и сохранении качества энергии и вещества.

г) на сохранении качества энергии и вещества, но с потерями эксергии.

24 Основными преимуществами технологии получения биотоплив являются:

25 Какой процесс является более выгодным а) утилизация использованной бумаги б) сжигание бумаги с целью получения энергии.

26 Что более перспективно в будущем?

а) децентрализованное производство энергии б) крупномасштабное централизованное производство энергии.

27 Для достижения широкомасштабного использования водорода в качестве устойчивого транспортного топлива придется столкнуться со следующими проблемами:

1._

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

Одной из задач преподавателей, ведущих занятия по дисциплине «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

является выработка у студентов осознания важности, необходимости и полезности знания дисциплины для дальнейшей работы их технологами, инженерами-исследователями, проектировщиками, при организации современного производства высококачественной, конкурентоспособной продукции.

Методическая модель преподавания дисциплины основана на применении активных методов обучения. Принципами организации учебного процесса являются:

- выбор методов преподавания в зависимости от различных факторов, влияющих на организацию учебного процесса;

- объединение нескольких методов в единый преподавательский модуль в целях повышения эффективности процесса обучения;

- активное участие слушателей в учебном процессе;

- проведение практических занятий, определяющих приобретение навыков решения проблемы;

- приведение примеров применения изучаемого теоретического материала к реальным практическим ситуациям.

Используемые методы преподавания: лекционные занятия с использованием наглядных пособий и раздаточных материалов.

Все виды занятий по дисциплине «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» преподаватели должны проводить в соответствие с требованиями следующих СТП:

- СТП СПбГТИ 040-02. КС УКДВ. Виды учебных занятий. Лекция.

Общие требования;

- СТП СПбГТИ 020-94. КС УКВД. Виды учебных занятий. Лабораторные занятия. Общие требования к организации и проведению.

- СТП СПбГТИ 048-2003. КС УКВД. Виды учебных занятий.

Самостоятельная планируемая работа студентов. Общие требования к организации и проведению.

- СТП СПбГТИ 016-99. КС УКВД. Порядок проведения зачетов и экзаменов.

С целью более эффективного усвоения студентами материала данной дисциплины рекомендуется при проведении лекционных и лабораторных занятий использовать наглядные пособия и раздаточные материалы. К ним можно отнести:

- Технологические схемы производств химической технологии, нефтехимии и биотехнологии - Диаграммы потребления энергоресурсов;

Для более глубокого изучения предмета преподаватель предоставляет студентам информацию о возможности использования Интернет-ресурсов по разделам дисциплины. Рекомендуется проведение экскурсии в проектные отраслевые институты.

Содержание лабораторных занятий определяется календарным тематическим планом, который составляется преподавателем, проводящим занятия на основе рабочей программы дисциплины «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и утверждается заведующим кафедрой.

Образец календарного тематического плана проведения лабораторных занятий по дисциплине приведен в приложении к учебно-методическому комплексу.

При наличии академических задолженностей по лабораторным занятиям, связанных с их пропусками, студент должен выполнить соответствующую работу в рамках дополнительных занятий. График их проведения разрабатывается преподавателем, ведущим лабораторные занятия, и утверждается заведующим кафедрой.

Для контроля знаний студентов по данной дисциплине необходимо проводить оперативный, рубежный и итоговый контроль.

Вариант контрольного тестирования выдается непосредственно на занятии.

Следует информировать студентов, что тесты могут иметь один, несколько правильных ответов или все предлагаемые варианты ответов не будут правильными. Система оценок выполнения контрольного тестирования:

- «отлично» - количество правильных оценок от 80 до 100 процентов;

- «хорошо» - от 66 до 80 процентов;

- «удовлетворительно» - от 50 до 65 процентов.

Итоговый контроль осуществляется в виде зачета в конце восьмого семестра и экзамена и курсового проекта в девятом семестре.

На зачете студентам предлагается ответить на 2 вопроса по материалам учебной дисциплины. Ответы на поставленные вопросы даются в устном виде.

По итогам написания контрольной работы и устного ответа на зачете преподаватель оценивает знания студента.

На экзамене студентам предлагается ответить на вопросы экзаменационного билета, содержащего три вопроса. Оценка по экзамену является итоговой по курсу «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».

При составлении тестовой системы различных видов контроля следует учитывать следующие рекомендации по составлению заданий.

Наибольшее распространение в практике получили следующие четыре основные формы тестовых заданий:

- закрытые тесты;

- открытые задания;

- задания на соответствие;

- задания на установление правильной последовательности.

ПРИЛОЖЕНИЕ

проведения лабораторных занятий по дисциплине «Ресурсосбережение в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», установке первичной переработки нефти 2 Анализ работы блока стабилизации 4 Эксергетический анализ бутановой предфракционирования н-парафинов Заведующий кафедрой д.т.н., профессор _ Лисицын Н.В.