Білім беру бағдарламасы мамандығы: Химиялық инжиниринг технологиясы

Целлюлоза-қағаз өнеркәсібінде маңызды химиялық процестерді түсіндіру.

1.1. Өңделмеген ағаш бөлшектерінен целлюлоза мен қағаз өндірісінде негізгі

химиялық процестерді салыстыру және қарама-қарсы қою.

1.2. Ағаш талшықтарының маңызды химиялық компоненттерін

сәйкестендіру және категорияларға бөлу.

1.3. Целлюлоза өндірісінде пайдаланылатын механикалық процестерді

сипаттау.

1.4. Өңделмеген ағашты целлюлозаға айналдыру үшін пайдаланылатын

химиялық процестерді сәйкестендіру мен сипаттау және оларды

химиялық процестерге қарсы қойыңыз.

Судың әктастануда химиялық процесін түсіндіру.

2.1. Судың сілтілілігін есептеу.

2.2 Коагуляцияда пайдаланылатын химикаттар дозасына есептеу жүргізу және анықтау.

2.3. Кальций мен магнийді қоспалауға негізделген кальций карбонатының бағандық диаграммасын құрастыру.

2.4. Әктастану реакцияларын түсіну.
Модуль 3. Цемент өндірісі
Оқыту нәтижелері:

Цемент өндірісінің химиялық процестерін түсіндіру .

3.1. Портландцемент не екенін түсіндіру.

3.2. Клинкердің негізгі компоненттерін түсіндіру.

3.3. Цементтің химиялық талдауын түсіндіру және жүргізу.

3.4. Кремнийдің берілген қатынасы негізінде клинкерлік қоспа шикізатына

қойылатын талаптарды есептеу.

3.5. Клинкерлік қоспа үшін судың әктастану факторын есептеу.

3.6. Клинкердің құрғақ және ылғал өндірісі арасында айырманы түсіндіру.

Барлық тазарту процесін және қатар жүретін процестерді түсіну.

4.1. Ауыр мұнайды тотықсыздандыру үшін Альбертада пайдаланылатын

мұнайды тотықсыздандырудың термиялық процестерін анықтау.

4.2. Көмірсутегін дәстүрлі және дәстүрлі емес тазарту үшін пайдаланылатын

химиялық процестер мен әрекеттерді сипаттау.

4.3. Тазарту процестерінің қоршаған ортаға әсерін түсіндіру.

4.4. Тазарту процестерінің функционалдық диаграммасын түсіндіру.
Модуль 5. Тазартып айыру процесі
Оқыту нәтижелері:

Тазартып айыру процесі арнайыландырылған аралық және дайын өнімдер өндірісінде қалай пайдаланылатынын түсіндіру.

5.1. Ықтимал өнімдерді тазартуға арналған бастапқы шикізатты бағалау.

5.2. Вакуумдық айыруды пайдалану қажеттілігін түсіндіру.

5.3. Деминерализация процесін түсіндіру.

Тазарту процесінде аталған процестердің маңыздылығын түсіндіру.

6.1. Декокстау процестерінің әр түрлі типтерін сипаттау және салыстыру.

6.2. Декокстау кезінде түзілетін кокс типтерін сипаттау.

6.3. Кокстеу процесінің типтік сұлбалық диаграммасын құрастыру.

6.4. Катализдік реформингте негізгі реакцияларды анықтау.

6.5. Дистилляциялық шикізат негізінде катализдік реформинг өнімдерін

есептеу.
Модуль 7. Өнеркәсіптік процестерді ағымдық талдау

Оқыту нәтижелері:

Өнеркәсіптік процестер барысын талдау және жазбаша есеп құрастыру, топтық талдау негізінде оның ауызша презентациясын беру.

7.1. Өнеркәсіптік химиялық процестер барысында топтық талдау негізінде

зерттеу жұмысын әзірлеу, дайындау және көрсету (ауызша және

жазбаша).

Әрқайсы екі сағаттан әр екінші апта сайын жеті жеке зертханалық жұмыс жүргізіледі. Бұл зертханалық жұмыстар студенттерге үлкен өнеркәсіптік ауқымда жүргізілетін өнімдерді синтездеуге мүмкіндік береді. Зертханалық жұмыстар бойынша есептер келесі зертханалық кезең басында тапсырылуы тиіс. Зертханалық емтихан теориялық сабақтар кезінде өткізіледі.

№1зертханалық жұмыс Дайындық жұмысы және қауіпсіздік техникасы

№2 зертханалық жұмыс a) Этанол дайындау

b) Аспирин дайындау

№3 зертханалық жұмыс a) Этанолды дистилляциялау

b) Аспирин дайындаудың соңғы кезеңі.

№4 зертханалық жұмыс Нейлон синтезі

№5 зертханалық жұмыс Банан май синтезі

Мұнай құмының сығындысы –

Нұсқаушының көрсетуі

№6 зертханалық жұмыс Tutweiller-тест H₂S

№7 зертханалық жұмыс Оттегіге биологиялық қажеттілік

№8 зертханалық жұмыс Кейбір бояғыш қоспалардың қағаз хроматографиясы (тағам бояулары)

3. Оқыту әідстері:

• 
  Дәрістер
  
• 
  Пікірталастар
  
• 
  Мәжілістер
  
• 
  Кеңестер
  

• 
  Электрондық оқулықтар
  
• 
  Үлестірме материалдар
  
• 
  Аудио-визуалдық құралдар
  

5.1. Клеветт. Үрдіс талдағыштарын қолдану технологиясы.

5.2. Липтак. Өлшеу және талдау үрдісі (Үшінші редакция)

6. Курстың бағалау жүйесі
Зертханалық есептер 30%

Жоба 30%

Аралық емтихан 15%

Қорытынды емтихан 25%

Барлығы 100%
Бағалау шкаласы

Астана 2012

«Химиялық технологияларды есептеу» пәнінде әдетте химиялық технологияларда пайдаланылатын есептеулер болады. Бүркемеленетін тақырыптарға технологиялық есептердегі стехиометрия, реакциялар жүйелерінде материалдық баланс, табиғи газ қатынасы, бу қоспаларында газдың тәртібі, мультикомпоненттік фазадағы тәртібі, химиялық реакциядағы және оларсыз процестердің энергетикалық балансы және ерітінділерді қыздыру енеді.

Модульдердің жалпы саны: 10

Сағаттар саны: 105.

Кредиттер саны: 6.0

«Химиялық технологияларды есептеу» пәнінің эксперименттік білім бағдарламасы білім беру ұйымының жұмыс бағдарламасын әзірлеу негізі болып табылады.

Жұмыстық білім бағдарламасын әзірлеу кезінде білім беру ұйымының жұмыс берушілер мен жергілікті жағдайлардың талаптарын ескеретін аймақтық компонентін енгізу бөлігінде бағдарламалық материалды зерделеу реттілігіне негізделген өзгерістер енгізуге құқығы бар.

Жұмыс бағдарламасын жүзеге асыру кезінде жаңа оқыту технологияларын, электрондық оқу құралын, аудио және бейне материалдар, әдістемелік көрнекті құралдар пайдалану, түрлі нысандарды, оқу процесін ұйымдастыру және бақылау әдістерін таңдау ұсынылады.

Табысты меңгеру үшін бағдарлама теориялық (дәрістік) сабақтарды зертханалық-практикалық семинарлармен кезектестіруді қарастырады.

«Инженерлік химия» пәнімен пән аралық ықпалдасу студенттерде мамандық ауқымында зерделенетін пәнді, болашақ еңбек қызметін тұтастай қабылдауды қалыптастыруға мүмкіндік береді, түрлі білім бағдарламаларының өзара байланысын мойындауға көмектеседі.

Стехиометрия ұғымын технологиялық процестерде қолдану.

1.1. Химиялық реакцияның қарапайым теңдеуін шешу.

1.2. Химиялық теңдеуде көрсетілген реагенттер мен өнімдердің

стехиометриялық мәндерін есептеу.

1.3. Реагенттерді, конверсияны, аяқталғандық дәрежесін және реакция

нәтижесін шектейтін молшылық реагенттерін анықтау.

1.4. Шектеуші және молшылық реагенттерін анықтау және молшылық

реагенттерінің пайызын, пайыздық конверсияны, пайызбен

аяқталғандықты және стехиометриялық емес пропорцияларда

реагенттермен химиялық реакция нәтижесін есептеңіз.

Түсініктерді зерделеу және материалдар тепе-теңдігін қолдану.

2.1. Жүйені анықтау және материалдар балансы құрастырылатын жүйе

шекарасын көрсету.

2.2. Материалдық баланс бойынша есептер шығарудың лайықты тәсілін

таңдау.

2.3. Ашық және жабық жүйелер арасындағы айырманы анықтау.

2.4. Материалдардың жалпы балансын жазу және оны қарапайым есептерді

шығаруға қолданыңыз.

2.5. Орнатылған және орнатылмаған жағдай арасындағы айырманы сипаттау.

2.6. Химиялық реакциядағы және оларсыз материалдар балансы бойынша

есептер шығару.

2.7. Қайта өңдеу, айыру және тазарту кезінде массалық балансты қолдану.

2.8. Өнеркәсіптік әзірлемелерде пайдаланылатын материалдар балансы

туралы деректер жинау және қосындылау.

2.9. Материалдар балансын пайдаланып, өндірістік деректер дәлдігін

бағалау.

Газ қоспаларын енгізіп, газ мәселелерін және табиғи газ қатынасын шешу.

3.1. Идеал газ заңын пайдаланып, есептер шығару (PV = nrt).

3.2. Идел газ заңының келісілген мәнін және тұрақты бірлігін таңдау.

3.3. Ван-дер-Ваальс теңдеуіне ерекше назар аударып, газ қысымын, көлемін

және температурасын алдын ала есептеу үшін күй теңдеуін пайдалану.

3.4. Ауыспалы күйді және сәйкес жағдайлар заңын анықтау.

3.5. Газдың келтірілген қасиеттері мен сығылғыштық факторын есептеу.

3.6. Идеал емес газ заңын пайдаланып, есептер шығару (PV = Z nrt).

3.7. Күй теңдеуін қажет жерде қолдану.

3.8. Дальтонның парциалдық қысымдар заңын пайдаланып, есептер шығару

және парциалдық қысымдардың қатынасын газ қоспаларының молярлық

қатынасына теңестіру.

3.9. Газ заңы бойынша, жалпы күй теңдеуін пайдаланып, есептер шығару

үшін жиынтық кестені әзірлеу.

Терминологияны талқылау және су-ауа қоспаларына ерекше назар аудара отырып, бу-ауа қоспаларындағы бу концентрациясына байланысты есептерді жүзеге асыру.

4.1. Газ бен бу арасындағы айырманы көрсету.

4.2. Бу компоненттерінің парциалдық қысымын, қаныққан бу-ауа қоспасы

кезінде будың өзінің қысымымен теңестіру.

4.3. Қысым деректері және будың газға молярлық қатынасы кезінде будың

газдағы конденсация температурасын (шық нүктесі) анықтау.

4.4. Бір түрде берілген концентрацияны басқа түрде берілген концентрацияға

конвертерлеп, келесі күйдің кез келгенінде бу концентрациясын өрнектеу

үшін формула беру (молярлық қатынастағы парциалдық қысым

жағдайында).

a) Салыстырмалы сумен қаныққандық

b) Молярлық қаныққандық

c) Абсолютті ылғалдылық

d) Ылғалдылық

4.5. Бу-ауа қоспасының берілген шық нүктесі кезінде алдыңғы есепте

көрсетілген кез келген жағдайда бу концентрациясын есептеп шығару.

Конденсация мен бу түзілу енетін есепті талдау және шығару.
Модуль 5. Мультикомпоненттік фаза тәртібі
Оқыту нәтижелері:

Өз сөздерімен мультикомпоненттік жүйенің фазалық тәртібін түсіндіру.

5.1. Мультикомпоненттік жүйе үшін қысым/температура диаграммасын құрастыру және оған төмендегілерді көрсету:

a) Екі фазалы қабықты

b) Бу болатын аймақты

c) Сұйықтық болатын аймақты

d) сызығы

e) Шық нүктесі сызығын

f) Қанығу нүктесі сызығын

5.2. Крикондентерм және криконденбаруды анықтау.

5.3. Крикондентерм мен криконденбаруды қысым/температура

даиграммасына орналастыру.

5.4. Шық нүктесі мен қанығу нүктесін қолмен есептеп шығару.

5.5. Мультикомпоненттік фазалық тәртіппен байланысты әзірлеу

параметрлерін бағалау.

Реакциялық емес жүйелер үшін энергетикалық баланстың енгізу деңгейін аяқтау үшін талап етілетін есептерді жүзеге асыру.

6.1. Реакциялық емес жүйелер үшін энергетикалық балансқа жататын келесі терминдерді анықтау. Төмендегілерді анықтаңыз:

1. 
   қыздыру
   
2. 
   жұмыс
   
3. 
   энтальпияны
   
4. 
   ішкі энергияны
   
5. 
   жүйені
   
6. 
   қоршаған факторларды
   

пайдаланылатын теңдеулерді атау және қолдану.

6.3. Жылу сыйымдылығын анықтау.

6.4. Температураның өзгеруі мен жылу сыйымдылық температура

функциясы болып табылмайтын жағдайдың өзгеруінің болмауы енетін

процестер үшін энтальпияның өзгеруін есептеу.

6.5. Температураның өзгеруі және жылу сыйымдылық температурамен

түрленетін жағдай өзгерісінің болмауы енетін процестер үшін

энтальпияның өзгеруін есептеу.

1. 
   Жылу сыйымдылығы теңдеуін пайдаланып.
   
2. 
   Энтальпия және температура кестесін пайдаланып.
   

параметрлері мен экономикасын бағалау.

Стандартты және стандартты емес жағдайлар үшін химиялық реакциялар енетін энергетикалық балансты көрсету.

7.1. Түзілу жылуы мен жану жылуы деректерін пайдаланып, реакцияның

стандартты жылуын есептеу.

7.2. Реакцияның стандартты емес жылуын есептеу.

7.3. Жартылай аяқталған реакциялар үшін реакция жылуын есептеу.

7.4. Реакцияның адиабаттық температурасын есептеу.

Сұйықтықтардың араласуы немесе ыдырауы енетін процестерде өндірілетін немесе жұтылатын жылуды есептеп шығару.

8.1. Араластыру жылуы мен ыдырату жылуы енетін процестердің

энергетикалық балансын жүзеге асыру үшін сұйылту жылуы деректерін

пайдалану.

8.2. Араластыру жылуы мен ыдырату жылуы енетін процестердің

энергетикалық балансын жүзеге асыру үшін энтальпияның жиналу

кестесін пайдалану.

8.3. Сұйылту/ыдырату жылуына байланысты әзірлеу параметрлерін бағалау.

Ылғалдауға және кептіруге байланысты есептерді жүзеге асыру үшін психрометриялық диаграммаларды пайдалану. Студентте келесілерді жүзеге асыру мүмкіндігі болады.

9.1. Энтальпияны, құрғақ термометр бойынша температураны, ылғалды

термометр бойынша температураны, ылғалдылықты, салыстырмалы

ылғалдылықты, ылғалданған судың көлемі мен шық нүктесін анықтау

үшін психрометриялық кестелерді пайдалану.

9.2. Ылғандану мен кебуді қосқанда, материал мен энергетикалық баланс

құру үшін психрометриялық кесетелерді пайдалану.

Модуль 10. Компьютерлік қосымшалар
Оқыту нәтижелері:

Технологиялық есептеулер үшін HYSYS бағдарламаны қолдану.

10.1. Шық нүктесін, қанығу нүктесін анықтау және фракциялар бойынша

есептеу үшін HYSYS бағдарламаны пайдалану.

10.2. HYSYS пайдаланып, жалпы блок операциясын орнату.

10.3. HYSYS пайдаланып, қарапайым процестер құру және талдау.
3. Оқыту әідстері:

• 
  Дәрістер
  
• 
  Пікірталастар
  
• 
  Мәжілістер
  

• 
  Кеңестер
  
• 
  Кеңестер (on-line және/немесе дербес).
  

• 
  Оқу және оқу-әдістемелік оқу құралдары
  
• 
  Веб-сайттар
  

5.1. Химелблау. Химиялық инжинирингтегі негізгі принциптер және

есептеулер, ISBN978-0-13-234660-3 (Himmelblau. Basic Principles and

Calculations in Chemical Engineering. ISBN978-0-13-234660-3)

Астана 2012