Файл қосу

Катализдің теориялық негіздері




|ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ                 |
|СЕМЕЙ қ. ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ                  |
|3 деңгейдегі СМЖ    |УМКД                 |                        |
|құжаты              |                     |УМКД                    |
|                    |                     |042-16-13.1.64/01-2013  |
|УМКД «Өнеркәсіптік  |«__» _____ 2013 ж.   |                        |
|катализ» пәні       |№ 1 басылымы         |                        |
|бойынша оқытушыға   |                     |                        |
|арналған оқу        |                     |                        |
|бағдарламасы        |                     |                        |












                        ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ





                         «Өнеркәсіптік катализ» пәні


   5В072100- «Органикалық заттардың химиялық технологиясы»  мамандығы үшін

                     ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ












                                    Семей
                                     2013




Алғы сөз

1 ӘЗІРЛЕНГЕН

ҚҰРАСТЫРУШЫ                         «_____»_____  2013  ж.  Мұсабаева   Б.Х.
х.ғ.к.,
«Химия» кафедрасы меңгерушісі м.а.

2 ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1  «Химия» кафедрасы мәжілісінде   «___» ______2013 ж.,  №___  хаттама

Кафедра  меңгерушісі  м.а.                                Мұсабаева Б.Х.

2.2  Инженерлік-технологиялық факультеттің оқу-әдістемелік кеңесінің
мәжілісінде
«___» ______________2013 ж.,  №___  хаттама

Төрайымы                              Төлеубекова С.С.


3  БЕКІТІЛДІ
Университеттің Оқу-әдістемелік кеңесінің мәжілісінде мақұлданған және басып
шығаруға ұсынылған
«___» ______________2013 ж.,  №___  хаттама


ОӘК төрағасы                                Г.Қ. Искакова

4  АЛҒАШ ЕНГІЗІЛГЕН


















Мазмұны



|1. |Қолданылу саласы                             |4                       |
|2. |Нормативтік сілтемелер                       |4                       |
|3. |Жалпы ережелер                               |4                       |
|4. |Оқытушыға арналған жұмыс бағдарламасының     |6                       |
|   |мазмұны                                      |                        |
|5. |Студенттердің өздік жұмыстарының тақырыптары |8                       |
|6. |Пәннің оқу-әдістемелік картасы               |8                       |
|7. |Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтамасыздандыру |10                      |
|   |картасы                                      |                        |
|8. |Әдебиет                                      |10                      |






















1 ҚОЛДАНЫЛУ САЛАСЫ
«Өнеркәсіптік катализ» пәнінің оқу-әдістемелік кешенінің құрамына кіретін
оқытушыға арналған жұмыс бағдарламасы 5В072000-«Бейорганикалық заттардың
химиялық технологиясы» мамандығының студенттеріне арналған.

2 НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
    «Өнеркәсіптік   катализ»   пәнінің   оқу-әдістемелік   кешені    келесі
құжаттардың талаптары мен  ұсыныстарына  сәйкес  берілген  пән  бойынша  оқу
үрдісін ұйымдастырудың тәртібін белгілейді:
      - Жоғары білімнің мемлекеттік жалпы білім  беру  стандарты,  23  тамыз
2012  жылғы  №  1080   Қазақстан   Республикасының   Үкіметінің   қаулысымен
бекітілген;

      - «5B072100 – Органикалық заттардың химиялық технологиясы
мамандығының типтік оқу жоспары, 10.04.2012 ж. ҚР БжҒМ №158 бұйрығымен
бекітілген.

      -  «Пәндердің  оқу-әдістемелік  кешенін  әзірлеуге   және   ресімдеуге
қойылатын жалпы талаптар» университет стандарты СТУ 042-ГУ-4-2012;
       -  «Пәндердің  оқу-әдістемелік  кешенінің  құрылымы   және   мазмұны»
құжаттандырылған процедурасы ДП 042-1.01-2013.

3 ЖАЛПЫ ЕРЕЖЕЛЕР

3.1 «Өнеркәсіптік катализ» пәнінің қысқаша сипаттамасы:
          Гомогенді және гетерогенді катализ. Катализдің теориялық
негіздері. Өнеркәсіпте катализдік процесстерді іске асыру тәсілдері.
Катализаторлар өндіру технологиясы. Катализдік реакторлар түрлері.
Зертханалық зерттеулерден өнеркәсіптік аппараттардағы жағдайларға масштабты
ауысу мәселелерін шешу жолдары. Химик-технолог тұрғысынан катализдік
реакциялар макрокинетикасы. Масса және жылу алмасу процесстерінің
катализатор қабатында реакция өтуіне әсері. Әр түрлі конструкциялы
катализдік реакторлар, олардың тиімді жұмыс режимін анықтау. Замануя
өнеркәсіптік катализдік процесстерге шолу;
3.2 Курс мақсаты:
«Өнеркәсіптік  катализ»  курсының   мақсаты   –   студенттердің   катализдің
теориялық негіздері,  өнеркәсіптік  катализаторлар  түрлері,  катализаторлар
өндіру технологиясы, өнеркәсіпте катализаторлар қолдану  жайлы  білім  алуы,
сонымен қоса олардың  катализдік  процесстерді  модельдеу  бойынша,  катализ
бойынша зертханалық тәжірибе жасау бойынша,  байқалатын  құбылыстар  бойынша
теориялық тұжырымдар жасауға машық алуы.  Бұл  мақсат  түлектерді  химиялық,
металлургиялық,  құрылыс  материалдарын  өндіру  және  т.б.   өнеркәсіптерде
келешек кәсіби әрекетіне дайындауды негізге  алады.  «Өнеркәсіптік  катализ»
курсы басқа кәсіби пәндерді оқу үшін қосымша көмек етеді. Курсты өту  іргелі
теориялық білімі және практикалық машықтары бар, мәселелерді қоя  және  шеше
білетін білікті маман дайындауға мүмкіндік береді.

3.3 Пәнді оқытудағы негізгі міндеттер:
         «Бейорганикалық   заттардың   химиялық   технологиясы»    мамандығы
түлектеріне қойылатын біліктілік талаптарымен анықталған:
    • замануи өнеркәсіптік катализдің ғылыми негіздерін игеру;
    • катализдік реакторларда жүретін химиялық және физикалық процесстерді
      білу;
    • катализдік процессті молекулалық деңгейден оларды өнеркәсіпте іске
      асыруға масштабты ауыстыру методологиясын білу;
    • замануи катализдік технологияларды құруда негізгі ғылыми көзқарастарды
      білу;
    • катализдік процесстерді модельдеу.
3.4  Курсы оқыған студент мыналарды меңгеруі тиіс:
    • катализдің теориялық негіздерін;
    • катализатордың жеке грануласының бетінде және әр түрлі реакторларда
      өтетін химиялық және физикалық процесстер жайлы түсініктерді;
    • кинетикалық эксперименттерді, катализатор гранулаларын пайдалану
      дәрежесін анықтау критерийлерін, өнеркәсіпте іске асыру жағдайларына
      масштабты ауыстыру негіздерін, катализдік процесстер
      эффективтілігінің критерийлерін, замануи катализдік өндірістер мен
      олардың даму тенденцияларын;
    • жаңа процессті зерттегенде зертхана жағдайында өнеркәсіптік
      жағдайларға экстраполяциялауға жарамды тәжірибелік мәліметтер алу,
      сандық есептеулар арқылы реактордың тиімді конструкциясын анықтау.
      Курсты оқып үйрену студенттердің жалпы химиялық технология және
физикалық химия пәндері бойынша алған білімдеріне негізделеді.

3.5  Курс пререквизиттері:
    • Жалпы химиялық технология;
    • Физикалық химия.
3.6  Курс постреквизиттері:
        Осы курста алған білімдер студенттерге басқа кәсіби  пәндерді  игеру
үшін қажет.

3.7 Оқу жоспарынан көшірме:

1 кесте - Оқу жоспарынан көшірме:

|Курс |Семестр                                                  |Кре       |
|     |                                                         |дит саны  |
|1    |2                                                        |3         |
|                                                                          |
|1    |Кіріспе. Катализ теориялары.                             |2         |
|     |Катализ гетерогенді және гомогенді. Катализатор          |          |
|     |тиімділігі мен жарамдылығын көрсететін параметрлер.      |          |
|     |Катализатор бетінде адсорбция. Катализ теориялары.       |          |
|2    |Гетерогенді  катализ.                                    |2         |
|     |Гетерогенді катализ сатылары. Металдармен катализдеу.    |          |
|     |Жартылай өткізгіштердегі катализ. Күрделі катализаторлар |          |
|     |және катализдік жүйелер.                                 |          |
|3    |Гомогенді катализ заңдылықтары.                          |1         |
|     |Гомогенді катализдің аралық сатылары. Гомогенді          |          |
|     |катализдік реакциялардың кинетикасын есептеу. Сутек      |          |
|     |пероксидінің ыдырауы. Қыщқылдық-негіздік катализ.        |          |
|4    |Гетерогенді-катализдік реакциялардың макрокинетикасы.    |2         |
|     |ГКР сатылары. Реакцияның жүру аймақтары. Стационарлы     |          |
|     |катализатор қабаты бар реактордағы ГКР. Қайнайтын        |          |
|     |катализатор қабаты бар реактордағы ГКР.                  |          |
|5    |Катализатор мен реакциялық ортаның әрекеттесуі.          |1         |
|     |Катализаторлардың улануы, контактілік улар. Шынайы улану.|          |
|     |Блокировка Катализатордың блокировкалануы, кокстенуі.    |          |
|     |Катализатор регенерациясы, регенерация тәсілдері.        |          |
|6    |Катализдік процесстер кинетикасын модельдеу.             |2         |
|     |Модельдеу негіздері және әдістері.                       |          |
|7    |Катализатор әзірлеу және таңдау.                         |1         |
|     |Катализатор әзірлеу және таңдаудың негіздері.            |          |
|     |ТКатализатодың құрылымына, беріктігіне, активтілігіне    |          |
|     |және талғамдығына қойылатын талаптар.                    |          |
|8    |Катализатордың тиімді құрылымын анықтау.                 |1         |
|     |Катализатордың кеуекті құрылымының түзілуі. Геометриялық |          |
|     |модифицирлеу. Тасымалдағыштардың макроқұрылымын          |          |
|     |модификациялау.                                          |          |
|9    |Катализаторлар өндіру.                                   |1         |
|     |Негізгі ережелері мен әдістері. Тұндырылған контактілік  |          |
|     |массалар. Тасымалдағыштағы катализаторлар, алу жолдары.  |          |
|     |Компоненттерді механикалық араластыру арқылы алынатын    |          |
|     |контактілі массалар. Балқытылған және скелетті массалар. |          |
|10   |Катализаторларды зерттеу әдістері.                       |1         |
|     |Катализаторлар активтілігін анықтау әдістері: статикалық |          |
|     |әдіс, ағындық әдістер. Құрылымды зерттеу.                |          |
|     |Катализаторлардың механикалық беріктігін анықтау.        |          |
|11   |Өнеркәсіптік катализаторлар.                             |1         |
|     |Бейорганикалық заттар өндірісінің катализаторлары. Мұнай |          |
|     |өңдеуде қолданылатын катализаторлар.                     |          |
|Зертханалық сабақтар                                                      |
|1    |Алюминий оксиді негізінде гранулаланған катализатор      |2         |
|     |дайындау                                                 |          |
|2    |Тасымалдағыштағы катализаторлар дайындау                 |2         |
|3    |Гель-иммобильденген катализатор дайындау                 |2         |
|4    |Катализатордың меншікті бетін анықтау.                   |3         |
|5    |Катализатордың көлемдік қасиеттері мен текстурасын       |2         |
|     |зерттеу.                                                 |          |
|6    |Катализатордың құрылымы мен құрамын анықтау.             |2         |
|7    |Сутек пероксидінің ыдырау реакциясының кинетикасын       |2         |
|     |гель-иммобильденген катализаторды зерттеу                |          |


5. СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫНЫҢ ТАҚЫРЫПТАРЫ

5.1 Химиялық реакциялар жылдамдығы. Реакциялар реті.
5.2.Реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі. Активтену энергиясы.
5.3. Химиялық реакциялар кинетикасына есептер шығару.
5.4. Катализдің өнеркәсіптегі және экологиядағы маңызы.
5.5 Катализдік жүйелерді фазалар бойынша жіктеу.
5.6 Катализаторларды реакция түрлері бойынша жіктеу.
5.7 Қышқылдық-негіздік катализ.
5.8 Ферменттік катализ.
5.9.Бейорганикалық заттар өндіпісіндегі катализаторлар.
5.10. Органикалық заттар өндіпісіндегі катализаторлар.
5.11 Мұнай өңдеу өнеркәсібіндегі катализ.
5.12. Крекинг және риформинг катализаторлары.
5.13. Полимерлерді  катализде қолдану.
5.14. Нанокатализаторлар.

6. ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КАРТАСЫ

3 кесте – Пәннің оқу-әдістемелік картасы
|Тақырып                             |Көрнекті         |Өздік          |Бақылау     |
|                                    |құралдар,        |меңгерілетін   |формасы     |
|                                    |ТОҚ, лаборатория-|сұрақтар       |            |
|                                    |лық стенд        |               |            |
|Дәрістер        |Лаборатория        |                 |               |            |
|                |лық сабақтар       |                 |               |            |
|Кіріспе. Катализ|Алюминий оксиді    |Химиялық  ыдыс,  |Катализдің     |Ауызша      |
|теориялары.     |негізінде          |аналитикалық     |өнеркәсіптегі  |сұрау,      |
|                |гранулаланған      |таразы,          |және           |Есеп        |
|                |катализатор        |реактивтер       |экологиядағы   |қабылдау    |
|                |дайындау           |                 |маңызы.        |            |
|Гетерогенді     |Тасымалдағыштағы   |Химиялық  ыдыс,  |Катализдік     |Есеп        |
|катализ.        |катализаторлар     |аналитикалық     |жүйелерді      |қабылдау    |
|                |дайындау           |таразы,          |фазалар бойынша|            |
|                |                   |реактивтер       |жіктеу.        |            |
|Гомогенді       |                   |Химиялық  ыдыс,  |               |            |
|катализ         |                   |аналитикалық     |               |            |
|заңдылықтары.   |                   |таразы,          |               |            |
|                |                   |реактивтер       |               |            |
|Гетерогенді-ката|Гель-иммобильденген|Химиялық  ыдыс,  |               |Есеп        |
|лиздік          |катализатор        |аналитикалық     |               |қабылдау    |
|реакциялардың   |дайындау           |таразы,          |               |            |
|макрокинетикасы |                   |реактивтер,      |               |            |
|                |                   |катализатор бетін|               |            |
|                |                   |анықтау құрылғысы|               |            |
|Катализатор мен |                   |Химиялық  ыдыс,  |               |Есеп        |
|реакциялық      |                   |реактивтер,      |               |қабылдау    |
|ортаның         |                   |                 |               |            |
|әрекеттесуі.    |                   |                 |               |            |
|Катализдік      |Катализатордың     |                 |Катализаторлард|            |
|процесстер      |меншікті бетін     |                 |ы реакция      |            |
|кинетикасын     |анықтау.           |                 |түрлері бойынша|            |
|модельдеу.      |                   |                 |жіктеу.        |            |
|Катализатор     |Катализатордың     |                 |Ферменттік     |            |
|әзірлеу және    |көлемдік қасиеттері|                 |катализ.       |            |
|таңдау.         |мен текстурасын    |                 |               |            |
|                |зерттеу.           |                 |               |            |
|Катализатордың  |                   |                 |Өнеркәсіптегіқы|Есеп        |
|тиімді құрылымын|                   |                 |шқылдық-негізді|қабылдау    |
|анықтау.        |                   |                 |к катализ.     |            |
|Катализаторлар  |                   |                 |               |            |
|өндіру.         |                   |                 |               |            |
|Катализаторларды|Катализатордың     |Химиялық  ыдыс,  |               |Есеп        |
|зерттеу         |құрылымы мен       |аналитикалық     |               |қабылдау    |
|әдістері.       |құрамын анықтау.   |таразы,          |               |            |
|                |                   |реактивтер,      |               |            |
|                |                   |реакция          |               |            |
|                |                   |кинетикасын      |               |            |
|                |                   |зерттеу құрылғысы|               |            |
|Өнеркәсіптік    |Сутек пероксидінің |Химиялық  ыдыс,  |Мұнай өңдеу    |Есеп        |
|катализаторлар. |ыдырау реакциясының|аналитикалық     |өнеркәсібіндегі|қабылдау    |
|                |кинетикасын        |таразы,          |катализ.       |            |
|                |гель-иммобильденген|реактивтер,      |               |            |
|                |катализаторды      |                 |               |            |
|                |зерттеу            |                 |               |            |

7. ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК ӘДЕБИЕТПЕН ҚАМТАМАСЫЗДАНДЫРУ КАРТАСЫ
|Оқулықтар мен оқу-әдістемелік     |Экземпляр   |Студент саны|Қамтама     |
|құралдардың атауы                 |саны        |            |cыздандыру  |
|                                  |            |            |пайызы      |
|Катализ в промышленности. В 2 т. /|1           |7           |15          |
|под ред. Б. Лич. М.: Мир, 1986.   |            |            |            |
|Снаговский Ю. С., Островский Г М.,|7           |7           |100         |
|Моделирование кинетики            |            |            |            |
|гетерогенных каталитических       |            |            |            |
|процессов, М., 1976.              |            |            |            |
|Саттерфилд Ч.Н. Массопередача в   |3           |7           |43          |
|гетерогенном катализе. М., Химия, |            |            |            |
|1976, 240 с.                      |            |            |            |
|Демлов Э. Межфазный катализ. М.,  |1           |7           |15          |
|Мир, 1987, 466 с.                 |            |            |            |
|Павлов К.Ф. и др. Примеры и задачи|1           |7           |15          |
|по курсу процессы и аппараты      |            |            |            |
|химической технологиии. Л.Химия,  |            |            |            |
|1987, 576 с.                      |            |            |            |
|Технология катализаторов. Под ред.|5           |7           |70          |
|Мухленова И.П. Л., Химия, 1979,   |            |            |            |
|328 с.                            |            |            |            |





8 ӘДЕБИЕТТЕР
8.1 Негізгі әдебиет:
8.1.1. Катализ в промышленности. В 2 т. / под ред. Б. Лич. М.: Мир, 1986.
8.1.2.  Снаговский  Ю.  С.,  Островский   Г   М.,   Моделирование   кинетики
гетерогенных каталитических процессов, М., 1976.
8.1.3. Саттерфилд Ч.Н. Массопередача в  гетерогенном  катализе.  М.,  Химия,
1976, 240 с.
8.1.4. Демлов Э. Межфазный катализ. М., Мир, 1987, 466 с.
8.1.5. Павлов К.Ф. и др. Примеры и  задачи  по  курсу  процессы  и  аппараты
химической технологиии. Л., Химия, 1987, 576 с.
8.1.6. Технология катализаторов. Под ред. Мухленова И.П.  Л.,  Химия,  1979,
328 с.
8.1.7. Методические указания к лабораторным работам.

8.2 Қосымша әдебиет:
8.2.1. Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов. М.: Химия,
1969.
8.2.2.  Боресков Г. К. Гетерогенный катализ. Новосибирск: Наука, 1986.
8.2.3. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической
кинетике. М.: Наука, 1987.
8.2.4. Уолтер Ч. Кинетика ферментативных реакций, пер. с англ., М., 1969.
8.2.5. Киперман С Л., Основы химической кинетики  в  гетерогенном  катализе,
М., 1979.
8.2.6. Яблонский Г С., Быков В.  И.,  Горбань  А.  Н.,  Кинетические  модели
каталитических реакций, Новосиб., 1983.



Пәндер