2

3

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Основы проектирования» являются:

изучение основ организации и выполнения проектирования химических

производств, обоснования района размещения проектируемого производства, порядка формирования и содержание задания на проектирование, основных этапов проектирования; получение навыков в выполнении технико-экономического обоснования площадки для строительства и технологической схемы производства целевого продукта; ознакомление с методикой подбора мероприятий по защите окружающей среды на проектируемом предприятии и выбора источников сырья, конструкционных материалов для изготовления технологического оборудования; изучения порядка сдачи и приемки готовых проектов.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Данная учебная дисциплина входит в раздел «Б.3.

Профессиональный цикл. Базовая часть.» ФГОС-3 по направлению подготовки ВПО «Химическая технология».

Процесс изучения дисциплины базируется на общеобразовательных знаниях и основных общекультурных компетенциях, сформировавшихся у студентов в период обучения в школе, в средних специальных технических учреждениях и в результате освоения дисциплин ООП подготовки бакалавра «Химическая технология».

Объектами изучения дисциплины являются основные этапы проектирования, последовательность их выполнения, нормативные документы необходимые для проектирования.

Особое внимание должно быть уделено соответствию принимаемых инженерных решений при выполнении проекта требованиям нормативной документации.

Разделы данной дисциплины обеспечивают базу знаний для более глубокого познания последующих дисциплин направления:

– безопасность жизнедеятельности (разделы: «Разработка проектной документации по охране окружающей среды», «Нормативные документы для проектирования химических производств»);

– общая химическая технология (разделы: «Разработка технологической схемы производства», «Выбор района размещения предприятия и площадки строительства», « Требования к проектам промышленных производств», «Материальный и тепловой балансы производства»);

– процессы и аппараты химической технологии (разделы: «Разработка технологической схемы производства», «Генеральный план коксохимического предприятия», «Эксергетический анализ технологических систем», «Конструкционные материалы химических производств»);

– моделирование химико-технологических процессов (разделы:

«Система автоматизированного проектирования», «Генеральный план коксохимического предприятия», «Разработка технологической схемы производства», «Материальный и тепловой балансы производства»);

– химические реакторы (разделы: «Конструкционные материалы химических производств», «Материальный и тепловой балансы производства»);

– системы управления химико-технологическими процессами (разделы: «Система автоматизированного проектирования», «Автоматизация производства», «Разработка технологической схемы производства»).

Для оптимизации и повышения эффективности подачи учебного материала целесообразно использовать отечественные и зарубежные передовые достижения в области проектирования и технологического производства.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Основы проектирования»

Освоение дисциплины направлено на формирование общекультурных компетенций:

ОК-1 – владением культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию, систематизации информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;

– знать 1) методы обработки и систематизации статистических данных; 2) методики сбора необходимой информации для проектирования;

обрабатывать статистические данные;

– 1) уметь 2) систематизировать материал из различных литературных источников;

3) пользоваться информационными технологиями; 4) применять методы вычислительной математики и математической статистики для решения конкретных задач расчета, проектирования, моделирования, идентификации и оптимизации процессов химической технологии;

– владеть методами математической статистической обработки результатов при проведении экспериментов и получении экспериментальных данных.

ОК-7 – способностью к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способностью приобретать новые знания в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук;

– знать 1) основные направления развития химической технологии;

2) основы моделирования химико-технологических систем; 3) последние достижения науки и техники в области химической технологии, химии, химического материаловедения;

– уметь 1) выполнять технико-экономическое обоснование технологии производства в проектируемых объектах; 2) обосновывать выбор конструкционного материала для изготовления технологического оборудования; 3) выбирать и обосновывать район и площадку для строительства проектируемого объекта;

– владеть 1) методиками расчета технико-экономических показателей проектируемого производства; 2) навыками работы с информационными технологиями в области математического моделирования.

профессиональных компетенций:

ПК-3 – использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире;

– знать 1) основные теории и законы химии; 2) основные уравнения движения жидкостей; 3) основы теории тепло- и массопередачи;

4) типовые процессы химической технологии, соответствующие аппараты и методы их расчета;

– уметь 1) определять характер движения жидкостей и газов, основные характеристики процессов тепло- и массопередачи; 2) рассчитывать основные характеристики химического процесса; 3) выбирать рациональную схему производства заданного продукта; 4) оценивать технологическую эффективность производства;

– владеть 1) методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования; 2) методами анализа эффективности работы химических производств; 3) методами определения технологических показателей процесса;

ПК-12 – использовать правила техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности и нормы охраны труда; измерять и оценивать параметры производственного микроклимата, уровня запыленности и загазованности, шума, и вибрации, освещенности рабочих мест;

– знать 1) теоретические основы безопасности жизнедеятельности;

2) правовые, нормативно- технические и организационные основы безопасности жизнедеятельности; 3) средства и методы повышения безопасности технических средств и технологических процессов;

1) проводить контроль параметров воздуха, шума, вибрации, электромагнитных, тепловых излучений и уровня негативных воздействий на их соответствие нормативным требованиям; 2) определять основные статические и динамические характеристики объектов; 3) выбирать конкретные типы приборов для диагностики химикотехнологического процесса;

– владеть 1) приемами действий в аварийных и чрезвычайных ситуациях, оказания первой помощи пострадавшим; 2) методами расчета и анализа процессов в химических реакторах; 3) методами расчета электрических цепей; методами проведения электрических измерений;

ПК-16 – анализировать техническую документацию, подбирать оборудование, готовить заявки на приобретение и ремонт оборудования;

– знать 1) методику выбора реактора и расчета процесса в нем; 2) основные реакционные процессы и реакторы химической и нефтехимической технологии; 3) типовые системы автоматического управления в химической промышленности; 4) методы и средства диагностики и контроля основных технологических параметров;

– уметь 1) рассчитывать параметры и выбирать аппаратуру для конкретного химико- технологического процесса; 2) выбирать необходимые электрические устройства и машины применительно к конкретной задаче; 3) произвести выбор типа реактора и произвести расчет технологических параметров для заданного процесса; 4) выбирать рациональную систему регулирования технологического процесса;

– владеть 1) методами технологических расчетов отдельных узлов и деталей химического оборудования; 2) методами механики применительно к расчетам процессов химической технологии; 3) навыками проектирования простейших аппаратов химической промышленности; 4) методами выбора химических реакторов.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины/модуля и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций Основы проектирования Система автоматизированного проектирования Разработка технологической схемы производства Проектирование коксохимических производств Эксергетический анализ процессов и систем химических производств Зачет 4. Структура и содержание дисциплины «Основы проектирования»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3ЗЕ, 108 часов.

4.1. Лекционные занятия Неделя Раздел дисциплины, темы лекций и их содержание Объем 1.2. Нормативные документы для проектирования химических производств 1.4. Выбор района размещения предприятия и площадки строительства 1.5. Разработка проектной документации по охране окружающей среды Раздел 2. Система автоматизированного проектирования 2.1. Понятие о системе автоматизированного проектирования (САПР) 2.2. Средства автоматизации проектирования Раздел 3. Разработка технологической схемы производства 3.1. Последовательность разработки технологической 3.3. Размещение технологического оборудования 4.1. Общие сведения о производстве кокса 4.2. Организация проектирования коксохимических предприятий 4.3. Генеральный план коксохимического предприятия Раздел 5. Эксергетический анализ процессов и систем химических производств 6.2. Эксергетический анализ технологических схем 4.2. Практические (семинарские) занятия 1. Виды проектов, требования к проектам промышленных предприятий.

2. Нормативные документы для проектирования химических производств.

3. Выбор района размещения предприятия и площадки строительства.

4. Разработка проектной документации по охране окружающей среды.

Проектирование коксохимических производств 2. Организация проектирования коксохимических предприятий 3. Генеральный план коксохимического предприятия 4. Компоновка технологического оборудования на коксохимических предприятиях.

5. Конструкционные материалы, используемые в коксохимическом производстве.

Эксергетический анализ процессов и систем химических производств 2. Эксергетический анализ технологических схем.

4. Метод определения стоимости единицы эксергии.

Закон Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха». Предельно допустимые концентрации, временно согласованные и сверхлимитные выбросы вредных веществ в атмосферу.

Выполнение и защита практической работы № 1 «Определение (расчет) предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу и рассеивания Охрана водных объектов от загрязнения сточными водами Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов, лимитирующие показатели их вредности, суммация вредного воздействия, условия допустимости сброса сточных вод в водоемы.

1. Выполнение и защита практической работы № 2 «Определение (расчет) допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в водоем».

2. Выполнение и защита практической работы № 3 «Определение (расчет) допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в городскую 4.3. Самостоятельная работа студента строительства; порядок разработки проекта; нормативы качества объектов окружающей среды сохимических производств; типы схем генерального плана коксохимического производства [лекции, 1, 6] вопросов: нормативные документы для проектирования коксохимических производств; современные коксохимические предприятия и их разновидности [лекции,1, 2, 4, 5 ] занятиям, самостоятельное изучение следующих вопросов: метод определения стоимости единицы эксергии, эксергоэкономический анализ технологических систем [лекции, 1, 3, 4, 5] нормативы качества атмосферного воздуха, нормирование деятельности предприятий по выбро- 0, Раздел Домашнее задание Дз7: оформление отчета и подготовка по контрольным вопросам практической работы № 1, подготовка к тестированию, повторение лекционного материала [лекции, 1, 2, 4, 5, 12 ] ды водопользования, лимитирующий показатель Раздел 4 Домашнее задание Дз9: подготовка к практической нормативы качества воды в водных объектах, мероприятия по охране водного бассейна от загрязнения [лекции, 1, 4, 5, 13].

подготовка по контрольным вопросам практических работ № 2 и № 3, подготовка к тестированию, 4.4. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента очного обучения (Трудоемкость освоения дисциплины - 3 ЗЕ) Итого контроль 5. Образовательные технологии При реализации различных видов учебной работы используются следующие технологии: работа в группах, тестирование, выступления с докладами и их обсуждение, презентация слайдов, мультимедийная презентация.

Тестирование 1 раз в месяц – 4 часа.

Показ слайдов, мультимедийная презентация – к каждой лекции по 30 мин., итого 3 ч.

Обсуждение докладов, работа в группах (темы: «Современные тенденции в развитии коксохимических производств», «Современные коксохимические предприятия и их разновидности», «Очистные сооружения на коксохимических предприятиях) – 4 ч.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Требования к оформлению и содержанию отчета практических работ представлены в методических указаниях к практическим работам [12-14].

Контрольные вопросы к практическим работам Практическая работа № 1. Как называются нормативы качества атмосферного воздуха?

2. Какое условие принимается за основу при установлении для стационарного источника выбросов норматива предельно допустимого выброса (ПДВ)?

3. На основании какого документа разрешается выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников?

4. Какие меры применяются к предприятию, имеющему выбросы в атмосферу, в случаях, когда возникает угроза здоровью населения и окружающей среде?

5. Какие мероприятия по охране атмосферного воздуха должны осуществляться при размещении, вводе в действие новых или реконструируемых действующих предприятий?

6. Какое санитарно-гигиеническое требование должно выполняться при вводе в эксплуатацию новых и реконструируемых предприятий, сооружений и других объектов, при совершенствовании существующих и внедрении новых технологических процессов и оборудования?

7. Какие мероприятия должны осуществляться на предприятиях, деятельность которых связана с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу?

8. В каких случаях устанавливаются нормативы временно согласованных выбросов (ВСВ) вредных веществ в атмосферу?

9. Какие требования предъявляются к предприятию при установлении норм ПДВ?

10. Какие данные принимаются за основу при установлении нормативов ВСВ?

11. Каким образом устанавливаются нормативы ПДВ и ВСВ?

Практическая работа № 1. В каких случаях может осуществляться сброс производственных сточных вод в городскую канализацию?

2. К каким последствиям может привести значительное загрязнение производственных сточных вод, сбрасываемых в городскую канализацию?

3. Какие требования, предъявляются к производственным сточным водам, подлежащим сбросу в городскую канализацию?

4. Какие меры применяются к производственным сточным водам, подлежащим сбросу в канализацию, в случае, когда не выполняются предъявляемые к ним требования?

5. До какой концентрации должна осуществляться очистка производственных сточных вод, подлежащих сбросу в городскую канализацию?

6. Как определяется соответствие сброса производственных сточных вод в городскую канализацию?

7. В каком месте по течению реки определяется соответствие условий сброса сточных вод предприятия санитарным требованиям?

8. Какое требование должно выполняться при соответствии условий сброса сточных вод в реку санитарным нормам?

9. Как определятся необходимая степень очистки сточных вод от загрязнений, содержание которых в сточных водах, сбрасываемых в канализацию, не соответствует санитарным требованиям?

Практическая работа № 1. Какие водоемы являются загрязненными?

2. Что является критериями загрязнения воды?

3. Какой показатель является экологическим стандартом, оценивающим санитарное состояние водных объектов?

4. Какое основное требование предъявляется к качеству воды в водных объектах?

5. В каких местах устанавливаются нормативы состава и свойств воды водных объектов, которые должны быть обеспечены при спуске в них сточных вод?

6. На каком расстоянии от пункта водопользования устанавливаются нормативные требования к качеству воды на проточных водоемах (реках)?

7. Какие производственные сточные воды запрещается сбрасывать в водные объекты?

8. Решение каких задач предусматривает контроль и управление качеством воды в водных объектах?

9. Как определяется соответствие условий сброса сточных вод в водный объект санитарным требованиям?

10. В каком случае условия сброса сточных вод в водоем соответствуют санитарным условиям?

11. Какие меры должны быть приняты при несоответствии условий сброса сточных вод в водоем санитарным требованиям?

12. За счет проведения каких мероприятий может быть снижена концентрация загрязнения в реке?

13. Содержание каких химических веществ в воде и какие свойства воды характеризует показатель, называемый биохимическим потреблением кислорода (БПК)?

14. Как определяется необходимая степень очистки сточных вод от загрязнений, содержание которых в сточных водах, выбрасываемых в водоем, не соответствует санитарным требованиям?

Для текущего контроля знаний студентов ТК в виде письменного опроса Т разработаны контрольные вопросы.

Текущий опрос Т 1. Виды проектов.

2. Требования к проектам промышленных производств.

3. Нормативные документы для проектирования химических производств.

4. Задание на проектирование.

5. Выбор района размещения предприятия и площадки строительства.

6. Разработка проектной документации по охране окружающей среды.

7. Этапы проектных работ.

8. Технологический регламент. Порядок его разработки и утверждения.

9. Содержание технологического регламента.

Текущий опрос Т 1. Понятие о системе автоматизированного проектирования (САПР).

2. Средства автоматизации проектирования.

3. Основные преимущества автоматизации.

4. Основные требования к САПР.

5. Последовательность разработки технологической схемы.

6. Принципиальная технологическая схема.

7. Размещение технологического оборудования.

8. Материальный и тепловой баланс.

9. Критерии оценки эффективности производства.

Текущий опрос Т 1. Общие сведения о производстве кокса.

2. Современные тенденции в развитии коксохимических производств.

3. Организация проектирования коксохимических предприятий.

4. Генеральный план коксохимического предприятия.

5. Компоновка технологического оборудования на коксохимических предприятиях.

6. Эксергоэкономический анализ технологических схем.

7. Метод определения стоимости единицы эксергии.

8. Эксергоэкономические критерии.

1. Виды проектов.

2. Требования к проектам промышленных производств.

3. Нормативные документы для проектирования химических производств.

4. Задание на проектирование.

5. Выбор района размещения предприятия и площадки строительства.

6. Разработка проектной документации по охране окружающей среды.

7. Этапы проектных работ.

8. Технологический регламент. Порядок его разработки и утверждения.

9. Содержание технологического регламента.

10. Понятие о системе автоматизированного проектирования (САПР).

11. Средства автоматизации проектирования.

12. Основные преимущества автоматизации.

13. Основные требования к САПР.

14. Последовательность разработки технологической схемы.

15. Принципиальная технологическая схема.

16. Размещение технологического оборудования.

17. Материальный и тепловой баланс.

18. Критерии оценки эффективности производства.

19. Общие сведения о производстве кокса.

20. Современные тенденции в развитии коксохимических производств.

21. Организация проектирования коксохимических предприятий.

22. Генеральный план коксохимического предприятия.

23. Компоновка технологического оборудования на коксохимических предприятиях.

24. Эксергоэкономический анализ технологических схем.

25. Метод определения стоимости единицы эксергии.

26. Эксергоэкономические критерии.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 7.1. Основная литература 1. Неведров, А.В. Основы научных исследований и проектирования:

учеб. пособие / А. В. Неведров, А. В. Папин, Е. В. Жбырь; Кузбасс. гос.

техн. ун-т. – Кемерово, 2011. – 108 с.

2. Борисов, Г. С. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И.

Дытнерский [и др.]. – М.: ООО ИД «Альянс», 2007. – 496 с.

3. Лисицин, Н. В. Химико-технологические системы: оптимизация и ресурсосбережение: учебник для вузов / Н. В. Лисицин, В. К. Викторов, Н. В. Кузичкин. – СПб.: Менделеев, 2007. – 312 с.

7.2. Дополнительная литература 4. Косинцев, В. И. Основы проектирования химических производств:

учебник для вузов / В. И. Косинцев, А. И. Михайличенко, Н. С. Крашенинникова [и др.]. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 332 с.

5. Кутепов, А. М. Общая химическая технология: учебник для вузов / А. М. Кутепов, Т. И. Бондарева, М. Г. Беренгартен. М.: Высш. шк., 2006.

520 с.

6. Кауфман, А. А. Технология коксохимического производства: учеб.

пособие для вузов / А. А. Кауфман, Г. Д. Харлампович. – Екатеринбург:

ВУХИН-НКА, 2005. – 288 с.

7. Гребенюк, А. Ф. Расчеты процессов коксового производства: пособие по проектированию / А. Ф. Гребенюк, А. И. Збыковский. – Донецк:

Норд-Пресс, 2008. – 322 с.

8. Буторина, М. В. Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник / М. В. Буторина. – М.: Логос, 2004. – 520 с.

9. Протасов, В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: учеб. и справ. пособие / В. Ф. Протасов. – М.: Финансы и статистика, 2006. – 382 с.

10. Семенова, И. В. Промышленная экология: учеб. пособие / И. В. Семенова. – М.: Академия, 2009. – 528 с.

11. Трифонова, Т. А. Прикладная экология: учеб. пособие / Т. А.

Трифонова. – М.: Академический проспект, 2007. – 384 с.

7.3. Список методических указаний к выполнению практических работ 12. Определение (расчет) предельно допустимого выброса вредных веществ в атмосферу и расчет рассеивания этих примесей в приземном слое: методические указания к практической работе по курсу экология для студентов всех специальностей / сост.: Г. В. Ушаков, О. О. Кудерская, А. Ю. Игнатова; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2010.

13. Определение (расчет) допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в водоем: методические указания к практической работе по курсу экология для студентов всех специальностей / сост.:

Г. В. Ушаков, О. О. Кудерская, А. Ю. Игнатова; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2008.

14. Определение (расчет) допустимости сброса сточных вод промышленного предприятия в городскую канализацию: методические указания к выполнению практической работы по курсу экология для студентов всех специальностей / сост.: Г. В. Ушаков, О. О. Кудерская, А. Ю. Игнатова, ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2008.

7.4. Программное обеспечение и интернет-ресурсы:

ГУ КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.

www.economy.gov.ru Официальный сайт Министерства экономического развития Российской Федерации;

www.kadastr.ru/ Официальный сайт Федерального агентства кадастра объектов недвижимости Российской Федерации;

www.mgi.ru/ Официальный сайт Федерального агентства по управлению государственным имуществом Российской Федерации;

www.roscadastre.ru www.mgi.ru/ Официальный сайт некоммерческого партнерства «Кадастровые инженеры».

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Компьютерный класс (аудитория № 5519), оргтехника, ноутбук, видеопроектор, демонстрационные материалы: фильмы, слайды, доступ к сети Интернет (во время самостоятельной подготовки).