Обжиг колчедана как гетерогенный, некаталитический, высокотемпературный процесс в системе Т--Г. Типы печей. Печь кипящего слоя.

Контактный способ производства серной кислоты. Очистка и осушка обжигового газа. Окисление оксида серы (IV) как пример простого обратимого гетерогенно-каталитического процесса. Теоретические основы окисления оксида серы (IV). Промышленные катализаторы. Контактные аппараты со стационарными и кипящими слоями катализатора. Хемосорбция оксида серы (VI) в моногидратном абсорбере: оптимальные условия процесса. Устройство абсорбционной аппаратуры. Принципиальная схема производства серной кислоты контактным способом. Тенденции в развитии производства серной кислоты. Установка с двухстадийным контактированием и абсорбцией. Циклические системы.

2. Синтез аммиака. Производство азотной кислоты

Соединения азота и их значение в народном хозяйстве. Методы фиксации атмосферного азота. Синтез оксида азота (II), методы его осуществления и перспективы. Получение азота и кислорода из воздуха глубоким охлаждением и ректификацией жидкого воздуха. Ректификационная колонна.

Методы получения водорода и азотоводородной смеси для синтеза аммиака. Производство водорода и азотоводородной смеси из природного газа. Типовые методы очистки газов, применяемые в производстве синтетического аммиака.

Синтез аммиака как пример каталитического процесса с небольшим равновесным выходом продукта, осуществляемого по циклической (круговой) схеме. Теоретические основы синтеза аммиака. Кинетические уравнения. Принципиальная схема производства при среднем давлении. Устройство колонны синтеза - каталитического реактора, работающего при высоких температурах и давлениях.

Теория каталитического окисления аммиака в оксид азота (II). Избирательный катализ как основной прием осуществления этого процесса. Оптимальные условия каталитического окисления аммиака. Промышленные катализаторы. Устройство контактного аппарата поверхностного контакта (с сетками из сплавов платины).

Переработка нитрозных газов в разбавленную и концентрированную азотную кислоту. Условия совместного проведения гомогенного окисления оксида азота (II) и гетерогенного процесса абсорбции оксидов азота. Схема производства разбавленной азотной кислоты как пример технологической схемы с открытой цепью. Прямой синтез концентрированной азотной кислоты. Свойства и применение азотной кислоты. Пути развития и совершенствования синтеза аммиака и производства азотной кислоты.

3. Производство минеральных удобрений.

Влияние минеральных удобрений на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Классификация минеральных удобрений. Физико-химические основы типовых гетерогенных некаталитических процессов в производстве минеральных солей и удобрений.

Фосфорные удобрения и их классификация. Фосфатное сырье. Гетерогенные процессы и реакции в производстве простого и двойного суперфосфата. Суперфосфатная камера непрерывного действия. Нейтрализация и гранулирование простого суперфосфата. Фосфорная кислота. Экстракционный и электротермический методы получения фосфорной кислоты, их сравнение. Фосфорнокислотное разложение фосфатного сырья. Концентрированные фосфорные удобрения. Двойной суперфосфат.

Азотнокислотное разложение фосфатного сырья с получением сложных удобрений, их свойства и применение. Хемосорбционные процессы, сопровождаемые быстрой необратимой реакцией в производстве аммиачной селитры. Использование теплоты нейтрализации в реакторе (нейтрализаторе) и схемах производства аммиачной селитры. Устройство нейтрализатора. Недостатки аммиачной селитры как удобрения.

Синтез карбамида - некаталитический гетерогенный процесс, осуществляемый при высоком давлении по схемам с частичной рециркуляцией непрореагировавших исходных веществ или по циркуляционной круговой схеме. Свойства и применение карбамида как удобрения, кормового продукта для животных и исходного материала в производстве пластмасс.

Калийные удобрения, их применение. Физико-химические основы разделения смеси природных солей на примере получения хлорида калия из сильвинита.

Понятие о микро- и бактериальных удобрениях и перспективы их применения. Кормовые продукты для животных.

Производства минеральных удобрений и ядохимикатов.

4. Электрохимия

Применение электрической энергии для осуществления хи-мико-технологических процессов. Электрохимические и электротермические производства.

Электролиз водных растворов и расплавленных среду. Основные технологические показатели электролиза: выход по току, выход по энергии, коэффициент использования энергии, напряжение разложения. Принципы аппаратурного оформления электрохимических процессов. Электролиз раствора хлорида натрия в ваннах с фильтрующей диафрагмой и стальным катодом, в ваннах с ртутным катодом. Продукты электролиза - хлор, водород, едкий натр, их применение. Синтез хлороводорода и получение соляной кислоты. Применение соляной кислоты. Пути развития и совершенствования электрохимических производств. Хлорная металлургия.

5. Металлургия

Классификация металлов. Значение металлов в народном хозяйстве. Сырье черной и цветной металлургии. Комплексное использование сульфидного сырья и комбинирование металлургических заводов с сернокислотными. Основные способы получения металлов: пиро- и гидрометаллургия.

Черные металлы. Сплавы на основе железа, их классификация и свойства. Диаграмма состояния железо-углерод и ее практическое использование.

Производство чугуна. Сырье в доменном производстве. Химические реакции в доменной печи, их равновесие и кинетика. Устройство доменной печи. Регенераторы и их роль. Оптимальные условия доменного процесса: состав шихты и дутье, температура, давление. Пути интенсификации доменного процесса: применение кислорода, природного газа, агломерация сырья, совершенствование конструкции доменной печи (укрупнение ее размеров, комплексная механизация, автоматизация контроля и управления). Прямое восстановление руд. Применение доменных шлаков и газа.

Производство стали. Теоретические основы мартеновского процесса. Устройство мартеновской печи. Интенсификация мартеновского процесса: кислорода, сжатого воздуха, природного газа. Кислородно-конверторный метод выплавки стали, его преимущества и перспективы. Выплавка стали и ферросплавов в электрических печах.

Алюминий. Свойства алюминия и его сплавов, их значение в народном хозяйстве. Руды алюминия. Получение глинозема из бокситов мокрым щелочным методом и методом спекания. Сравнение методов. Производство глинозема, соды, цемента и редких металлов из нефелина как пример полного комплексного использования сырья. Производство алюминия из глинозема электролизом расплава. Теоретические основы процесса. Устройство электролизера с обожженными и самообжигающимися анодами.

6. Производство силикатных материалов

Классификация и характеристика продуктов силикатной промышленности. Новые силикатные материалы. Их свойства и значение в народном хозяйстве. Сырье для производства силикатных материалов. Общие приемы его подготовки. Физико-химические основы типовых процессов технологии силикатов. Практическое применение диаграмм состояния в силикатных системах. Типовые процессы технологии силикатов в производстве керамических изделий, портландцемента, стекла и ситаллов. Типы применяемых высокотемпературных реакторов; шахтные печи, туннельная печь, барабанная вращающаяся печь и ванная печь. Технологическая схема производства портландцемента. Стекла, их классификация, зависимость свойств от состава, способа формования стеклоизделий; вытягивание, литье, прокат; выдувание, прессование. Производство автомобильного стекла методом отлива.

7. Химическая переработка топлива

Энергетическая проблема, ее современное состояние и перспективы. Сжигание топлива - основной источник загрязнения атмосферы. Водород как топливо.

Топливо как сырье химической промышленности. Виды топлива, их характеристика. Происхождение различных видов топлива.

Переработка твердого топлива. Комплексное использование компонентов твердого топлива при его высокотемпературной декструктивной переработке. Продукты переработки твердого топлива, их значение в народном хозяйстве. Полукоксование угля и сланцев; теоретические основы процесса. Печи полукоксования.

Коксование каменных углей; физико-химические основы этого высокотемпературного многофазного процесса. Устройство коксовой батареи. Периодическая работа коксовой камеры и непрерывная работа коксовой батареи. Механизация и автоматизация процесса коксования. Коксовый газ, его разделение и использование. Процессы конденсации, хемосорбции и абсорбции при переработке коксового газа. Выделение и очистка ароматических углеводородов.

Переработка нефти и природного газа. Способы добычи нефти и природного газа. Состав нефтей; проблема их комплексного использования. Продукты переработки нефти, их состав и свойства, применение в народном хозяйстве.

Физические процессы разделения жидких и газовых смесей при прямой гонке нефти. Трубчатые печи и ректификационные, колонны, установки атмосферно-вакуумной перегонки. Продукты прямой гонки нефти. Пути увеличения выхода наиболее ценных нефтепродуктов (бензин) и улучшение их качества. Высокотем-пературные методы деструктивной переработки нефти и дистиллятов. Выбор оптимальных условий термического крекинга в зависимости от назначения и состава исходного сырья, химические реакции, продукты крекинга. Каталитический крекинг. Катализаторы. Физико-химические основы многостадийных и многофазовых химических процессов каталитического крекинга. Выбор оптимального режима. Принцип использования движущегося катализатора при каталитическом крекинге. Схема установки каталитического крекинга с совмещенным реактором и регенератором. Производство высокооктанового бензина и аро-матических углеводородов методом каталитического риформинга. Применяемые катализаторы. Химические реакции. Методы очистки нефтепродуктов. Нефтехимические комбинаты.

Классификация газообразных топлив. Природный газ и его применение. Состав попутных нефтяных газов и газов нефтепереработки. Использование природного и нефтяных газов в качестве топлива и химического сырья.

8. Промышленный органический синтез

Сырье органического синтеза. Виды продуктов основного органического синтеза, их характеристика, свойства, значение в народном хозяйстве. Типовые химико-технологические процессы, применяемые в органическом синтезе: гидрирование, окисление, дегидрирование, гидратация, гидролиз, алкирование, нитрование, хлорирование и др. Роль каталитических процессов в органическом синтезе.

Синтез метанола. Физико-химические основы, оптимальные условия процесса. Катализаторы. Принцип построения технологической схемы. Устройство реактора. Аналогия с сущностью и аппаратурным оформлением синтеза аммиака. Свойства и применение метанола.

Синтез этилового спирта прямой гидратацией этилена. Теоретические основы, параметры технологического режима, технологическая схема. Преимущества этого одностадийного каталитического процесса, осуществляемого по циклической схеме, перед другими методами получения этанола. Применение этилового спирта.

Производства бутадиена и изопрена каталитическим дегидрированием бутана и изопентана. Производство стирола из этилбензола.

Производство уксусной кислоты из ацетилена. Стадии производства, их физико-химические основы. Характеристика методов получения ацетилена. Производство ацетилена термоокислительным пиролизом метана. Гидратация ацетилена с получением ацетальдегида. Устройство реактора гидратации. Получение уксусной кислоты каталитическим окислением ацетальдегида. Технологическая схема: устройство реактора окисления. Другие методы производства ацетальдегида.

Производство формальдегида в органической технологии. Производство формальдегида из метанола и из метана природного газа путем селективного катализа. Катализаторы. Применение формальдегида в органической технологии.

9. Химия и новые материалы. Высокомолекулярные соединения

Значение высокомолекулярных соединений (ВМС) в народном хозяйстве. Общие свойства и классификация высокомолекулярных соединений. Природные, искусственные и синтетические ВМС. Общие закономерности синтеза ВМС. Основные методы получения синтетических ВМС. Физико-химические основы процессов полимеризации и поликонденсации.

Страницы: 1, 2, 3