Программа

вступительного экзамена в аспирантуру по специальности

02.00.13 «Нефтехимия»

ХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ

1. Понятия топлив; требования, предъявляемые к топливам; виды топлив:

природные, искусственные. Агрегатное состояние топлив. Понятие

условного топлива. Основные виды энергоресурсов. Структура мировой

добычи энергоресурсов и динамика ее изменения.

2.Добыча нефти и подготовка ее к переработке. Залегание нефти в земных недрах. Извлечение нефти. Подготовка нефти к транспортировке.

3. Общие свойства и классификация нефтей. Представления о нефти как коллоидно-дисперсной системе. Гипотезы происхождения нефти.

4. Алканы нефти. Газообразные алканы. Алканы легких фракций нефти.

Изопреноидные углеводороды нефти. Твердые алканы. Свойства алканов.

Методы выделения алканов из нефтепродуктов.

5. Нафтены нефти. Моноциклические нафтены. Нафтены ряда циклопентана. Нафтены ряда циклогексана. Полициклические алканы нефти. Бициклические алканы. Трициклические алканы. Тетрацикланы нефти. Пентациклические соединения. Нафтены высококипящих фракций нефти. Закономерности распределения в нефтях и дистиллятных фракциях. Свойства нафтенов.

6. Арены и гибридные углеводороды нефти. Арены бензиновой фракции нефти. Характеристика фракции 230275 оС. Арены высококипящих фракций нефти. Свойства аренов. Использование аренов в нефтехимическом синтезе.

7. Гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти.

Кислородсодержащие соединения нефти. Серосодержащие соединения нефти. Азотсодержащие соединения нефти. Смолисто-асфальтеновые вещества нефти.

8. Непредельные углеводороды нефти. Общая информация. Основная гипотеза генезиса непредельных углеводородов нефти Твердые горючие ископаемые. Минеральные компоненты нефти.

9. Твердые ископаемые энергоносители. Запасы и потребление твердых горючих ископаемых. Основные месторождения горючих ископаемых.

Теории происхождения твердых горючих ископаемых. Химический и углеводородный состав горючих ископаемых и основных углеобразователей.

Общепринятые показатели твердых горючих ископаемых и методы их определения.

10. Добыча природных газов. Основные типы газовых месторождений.

Химический состав природных газов.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ

1. Подготовка нефти к переработке. Характеристика примесей, содержащихся в нефти и причины, обусловливающие необходимость их удаления. Сепарация, обезвоживание, обессоливание, стабилизация нефти.

Технологические схемы, режимы, материальные балансы.

2.Атмосферно-вакуумная перегонка нефти. Характеристика продуктов атмосферной и вакуумной перегонки. Принципы перегонки - многократное и однократное испарение. Кубовые и трубчатые установки. Технологические схемы, режимы, материальные балансы.

3.Термический крекинг. Характеристика исходного сырья и получаемых продуктов. Влияние температуры, давления,времени контакта на состав и выходы продуктов. Технологические схемы, режимы, материальные балансы.

Разновидности процесса: висбрекинг, мягкий крекинг парафинов в олефины, получение сырья для производства технического углерода.

4. Получение низших олефинов. Производство низших олефинов пиролизом углеводородного сырья. Значение процесса пиролиза в современной технологии переработки нефти.

5. Пиролиз. Влияние характера исходного сырья, температуры, времени контакта на состав и выходы продуктов процесса пиролиза. Варианты технологического оформления процесса: схемы, режимы, материальные балансы.

6. Производство ацетилена из углеводородов. Производство ацетилена.

Термодинамические и кинетические условия получения ацетилена из углеводородного сырья. Принципы технологического оформления процесса:

термоокислительный, гомогенный, регенеративный, плазменный пиролиз, электрокрекинг газообразных и жидких углеводородов. Карбидный метод.

7. Каталитический крекинг. Каталитический крекинг. Значение этого процесса в современной технологии переработки нефти. Влияние условий проведения процесса на состав и выходы получаемых продуктов.

Катализаторы, их состав, строение, методы приготовления. Технологические схемы, режимы, материальные балансы.

8. Риформинг. Назначение процесса, основные типы протекающих реакций.

Влияние температуры и давления на процесс риформинга. Состав катализаторов, способы их получения. Технологические схемы, режимы, материальные балансы.

9. Изомеризация. Назначение процесса, катализаторы технологическая схема, режим, материальный баланс.

10. Гидроочистка и гидрокрекинг. Гидрогенизационные процессы гидроочистка и гидрокрекинг. Механизм удаления из нефтепродуктов серы, азота, кислорода, непредельных соединений, металлов. Катализаторы.

Технологические схемы, режимы, материальные балансы.

11. Переработка природных, попутных и нефтезаводских газов. Составы природных, попутных и нефтезаводских газов, их характерные особенности.

Сероочистка. Разделение газов.

12. Методы получения водорода и синтез - газа.

13. Средне- и долгосрочное прогнозирование развития глубокой переработки нефти в России. Современное состояние и тенденции глубокой переработки нефти в России и за рубежом. Понятие глубина переработки нефти и доля процессов переработки тяжелого нефтяного сырья. Классификация процессов переработки нефтяных остатков в моторные топлива и продукты нефтехимии с учетом экологических требований к готовой продукции.

14. Свойства тяжелого нефтяного сырья. Компонентный состав тяжелого нефтяного сырья (ТНС). Классификация компонентов ТНС по Ричардсону.

Элементный состав ТНС, углеводородный состав, понятие ароматичность, гетероатомные соединения, парамагнетизм ТНС. Коллоидно - химические свойства ТНС.

15. Высоковязкие нефти и природные битумы. Ресурсы. Классификация.

углеводородный состав.

16. Физические процессы переработки тяжелого нефтяного сырья.

Особенности вакуумной перегонки мазута. Глубоковакуумная перегонка в насадочных колоннах. Переработка вакуумных погонов и гудронов процессами экстракции.

Термические процессы переработки ТНС. Типы и назначение термических процессов. Теоретические основы термических процессов переработки ТНС – закономерности жидкофазного термолиза нефтяных остатков.

18. Процесс висбрекинга гудронов. Назначение процесса, требования к сырью и целевым продуктам, влияние параметров на выход и качество целевых продуктов висбрекинга. Принципиальные технологические схемы промышленных установок висбрекинга.

19. Термоокислительные процессы переработки тяжелых нефтяных остатков.

Научные основы процесса получения нефтяных битумов окислением гудронов. Назначение процесса, требования к сырью и целевым продуктам, влияние условий окисления на качество нефтяных битумов. Особенности аппаратурного оформления процесса получения нефтяных битумов.

Принципиальная технологическая схема промышленной установки совершенствования технологии получения и качества товарных битумов.

20. Гидрокаталитические процессы переработки тяжелого нефтяного сырья.

Гидродеметаллизация и гидрообессеривание ТНС. Научные основы процесса гидродеметаллизации и гидрогенолиза ТНС. Назначение процесса, требования к сырью и целевому продукту, влияние оперативных условий на гидрообессеривания.

21. Твердые горючие ископаемые - источник химического сырья и энергоносители. Подготовка ТГИ к переработке. Характеристика примесей, содержащихся в твердых горючих ископаемых. Подготовка к обогащению.

гравитационными методами, флотацией. Обезвоживание, сушка.

Технологические схемы обогащения.

23. Теоретические основы процесса полукоксования твердых горючих ископаемых. Общая характеристика образующихся продуктов и области их применения. Технология полукоксования. Влияние условий проведения процесса на состав и выходы продуктов. Технологическая схема, материальный баланс. Перспективы развития процесса.

24. Теоретические основы процесса коксования твердых горючих ископаемых.

Общая характеристика образующихся продуктов и области их применения.

Технология коксования. Влияние условий проведения процесса на состав и выходы продуктов. Технологическая схема, материальный баланс.

Перспективы развития процесса.

25. Переработка коксового газа и смолы. Охлаждение газов, очистка от твердых частиц и паров смолы. Улавливание соединений азота, серы, кислорода, извлечение ароматических углеводородов. Методы переработки очищенных газов. Использование жидких продуктов, образующихся при термической переработке твердых горючих ископаемых. Состав смол, их очистка и разделение.

26. Теоретические основы газификации. Реакции, протекающие при газификации. Влияние температуры, давления и состава дутья на выходы продуктов. Идеальные генераторные газы и их характеристики.

27. Современные методы газификаци. Технологическое и аппаратурное оформление современных методов газификации: метод Lurgi; метод Winkler;

метод Koppers-Totzek. Перспективные методы газификации.

28. Теоретические основы процесса деструктивной гидрогенизации. Общая характеристика процесса и области применения получаемых продуктов.

Влияние характера сырья, температуры, давления на состав и выход продуктов. Катализаторы процесса.

29. Технология процесса деструктивной гидрогенизации. Технологическое оформление процесса. Приготовление пасты. Жидкофазная, газофазная стадии процесса, дистилляция продуктов, переработка шлама. Газы деструктивной гидрогенизации и их переработка. Аппаратурное оформление процесса деструктивной гидрогенизации. Особенности оборудования гидрогенизации твердых топлив. Перспективы развития процесса.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ

ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ

1. Процессы окисления углеводородов. Теоретические основы процессов оксосинтеза: механизмы, кинетика и термодинамика процессов, выбор оптимальных параметров проведения процессов. Технологии окисления:

парафинов для получения формальдегида, уксусной кислоты, высших жирных кислот, синтетических спиртов и т.д.; олефинов для производства:

окиси этилена, ацетальдегида и т.д.; ароматических и нафтеновых углеводородов для получения бензойной кислоты и т.д.

2. Процессы гидрирования и дегидрирования углеводородов. Теоретические основы процессов гидрирования и дегидрирования углеводородов:

механизмы, кинетика и термодинамика процессов, выбор оптимальных параметров проведения процессов. Технологическое оформление процессов производства бутадиен-1,3, стирола и а-метилстирола дегидрированием соответствующих алкилбензолов. Получение циклогексана гидрированием бензола в жидкой и паровой фазе.

3. Процессы гидратации углеводородов. Теоретические основы процессов гидрирования и дегидрирования углеводородов: механизмы, кинетика и термодинамика процессов, выбор оптимальных параметров проведения процессов. Технология сернокислотной и прямой гидратация олефинов (этилена и пропилена).

Теоретические основы процессов: механизмы, кинетика и термодинамика процессов, выбор оптимальных параметров проведения процессов.

Деалкилирование толуола.

5. Процессы галоидирования углеводородов. Теоретические основы процессов: механизмы, кинетика и термодинамика процессов, выбор оптимальных параметров проведения процессов. Технологическое оформление хлорирования метана, производство 1,2-дихлорэтана.

Жидкофазный метод хлорирования этилена в среде дихлорэтана.

6. Роль химии С1 в химической промышленности и топливно-энергетическом комплексе. Значение химии С1 в синтезе органических соединений.

Современное состояние в топливно-энергетическом комплексе.

Одноуглеродные молекулы – альтернатива нефтяного сырья. Характер и масштабы получаемого сырья на основе химии С1.

7. Гомогенное гидрирование монооксида углерода. Каталитическое восстановление СО. Гомогенные каталитические системы. Представления о механизме гомогенного восстановления СО водородом.

8. Гетерогенные реакции на основе СО и Н2. Катализаторы. Активные компоненты, носители, промоторы, каталитические яды. Основные представления о теории топохимических реакциях. Механизмы превращения монооксида углерода в продукты реакции.

9. Промышленные синтезы на основе СО и Н2. Процесс Фишера-Тропша.

Получение насыщенных углеводородов, олефинов, спиртов. Роль активных компонентов катализатора, влияющих на состав продуктов реакции.

Промышленное оформление процессов.

10. Теоретические основы синтеза метанола. Значение метанола для промышленности. Кинетика и механизм процесса синтеза метанола.

Катализаторы, способы их получения. Оптимальные условия проведения процесса. Основные факторы, влияющие на конверсию и селективность процесса. Способы разделения продуктов реакции, рециркуляция, очистка метанола, стандартизация конечного продукта.

11. Реакции гидроформилирования и карбонилирования. Синтезы Репе.

Катализаторы. Представления о механизме процесса. Карбонилирование, окислительное карбонилирование, получение оксалатов, карбонатов, акрилатов.

12. Синтезы на основе СО2. Реакции ненасыщенных соединений с СО2.

Механизм, катализаторы. Экологические аспекты утилизации СО2.

13. Синтез основных продуктов на основе HCN. Особенности реакций.

Присоединение HCN по кратным связям.

1. Сюняев З.И., Батуева И.Ю. Химия нефти. Л., Химия, 1984 г.

2. Проскуряков В.А., Драбкина А.Е. Химия нефти и газа. Л., Химия, 1981г.

3. Химические вещества из угля. под ред. Фальбе Ю., М., Химия, 1980 г.

4. Русьянова Н.Д. Углехимия. М.: Наука, 2000 г.

5. Химия нефти и газа. под ред. Проскурякова В.А. и Драбкиной А.Е., Л., Химия, 1989, 424 с.

6. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов нефтепереработки. М., 1985, 280 с.

7. Печуро Н.С., Капкин В.Д., Песин О.Ю. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. М.,Химия,1986, 352 с.

8. Черный И.Р.Производство сырья для нефтехимических синтезов. М., Химия, 1983, 336 с.

9. Сюняев З.И., Софиева Р.З., Сюняев Р.З. Нефтяные дисперсные системы. М., Химия, 1990, 226 с.

10. Химическая технология твердых горючих ископаемых. под ред.

Макарова Г.Н. и Харламповича М., Химия, 1986, 496 с.

11. Гуревич И.Л., Технология переработки нефти и газа. М.,Химия,1972, 360с 12. Ахметов С.А., Технология глубокой переработки нефти. «Гилем», 2002, 672 с.

13. Левинтер М.Е., Ахметов С.А., Глубокая переработка нефти. М.:Химия, 1992, 222 с.

14. Терентьев Г.А., Тюков В.М., Смаль Ф.В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. - М., Химия, 1989, 272 с.

15. Ян Ю.Б., Нефедов Б.К., Синтезы на основе оксидов углерода. М., Химия, 1987 г.

16. Шелдон Р.А., Химические продукты на основе синтез – газа. М., Химия, 1986 г.

17. Хенрици - Оливе Г., Оливе С., Химия каталитического гидрирования СО. М., Мир, 1987г.