Конспект лекций по курсу «Введение в специальность» направление

Вид материала

Конспект

Содержание ЛЕБЕДЕВ Сергей Васильевич (25.VII 1874 - 2.V 1934) ЗЕЛИНСКИЙ Николай Дмитриевич 1896 году и открытый в 1900 22000 студентов всех форм обучения, 568 1890 научно-педагогических сотрудников, из них - 1579 21 лабораторный и учебный корпус общей площадью 258 3450, в том числе используемых в учебном процессе - 2390 Технологический режим Выход продукта Материальный поток Расходный коэффициент Технологическая схема

Подобный материал:

• Конспект лекций по курсу макроэкономика для студентов заочников факультета бухгалтерского, 2421.87kb.
• Конспект лекций по курсу «Организация производства», 2032.47kb.
• Конспект лекций по курсу «Организация производства», 2034.84kb.
• Предлагаемый конспект опорных лекций отражает традиционный набор тем и проблем курса, 1047.31kb.
• Конспект лекций по курсу "Начертательная геометрия и инженерная графика" Кемерово 2002, 786.75kb.
• Конспект лекций по курсу «бизнес-планирование в условиях рынка», 461.46kb.
• Конспект лекций по курсу «Неорганическая и аналитическая химия», 18.21kb.
• Конспект лекций по курсу "Информатика и использование компьютерных технологий в образовании", 1797.24kb.
• Конспект лекций дисциплина «Эффективность информационных технологий» Направление, 2946.75kb.
• Конспект лекций 12. 88 Специальность 270114 «Проектирование зданий», 27.06kb.

ЛЕБЕДЕВ Сергей Васильевич (25.VII 1874 - 2.V 1934)

Родился в г. Люблино. В 1900 г. окончил Петербургский университет, после чего работал на Петербургском жировом заводе и в Институте инженеров путей сообщения. С 1916 г. - профессор Военно-медицинской академии в Петрограде (С.- Петербурге) и одновременно руководитель организованной им (1925 г.) лаборатории нефти в Ленинградском университете, руководителем которой он оставался до конца жизни.

Основные научные исследования посвящены полимеризации, изомеризации и гидрогенизации непредельных соединений. Впервые исследовал (1908-1913 гг.) кинетику и механизм термической полимеризации диеновых углеводородов, установил условия раздельного получения циклических димеров ряда циклогексана, с одной стороны, и полимеров, с другой; определил зависимость полимеризации от структуры исходных углеводородов.

Сергей Васильевич впервые получил (1910 г.) образец синтетического бутадиенового каучука. Его книга "Исследование в области полимеризации двуэтиленовых углеводородов" (1913 г.) впоследствии стала научной основой промышленного синтеза каучука. С 1914 г. он начал работы по изучению полимеризации этиленовых углеводородов, которые легли в основу современных промышленных методов. Разработал (1926-1928 гг.) одностадийный промышленный способ получения бутадиена из этилового спирта путем совмещенной каталитической реакции дегидрогенизации и дегидратации на смешанном цинкалюминиевом катализаторе. В 1928 г. Лебедев получил синтетический каучук полимеризацией бутадиена под действием металлического натрия. На основе этого каучука разработал (1930 г.) методы получения резины и резинотехнических изделий.

С 1932 г. по способу академика Лебедева в СССР начала создаваться промышленность синтетического каучука. Он разработал способы получения из нефтяных фракций загустителей смазочных масел, используемых в производстве высоковязких смазок для авиационных двигателей.

В 1945 г. Всесоюзному НИИ синтетического каучука присвоено имя С. В. Лебедева.

ЗЕЛИНСКИЙ Николай Дмитриевич

(6.II 1861 - 31.VII 1953) Советский химик-органик, академик с 1929 г.

Родился в г. Тирасполе. В 1884 г. окончил Новороссийский университет в Одессе. С 1885 г. совершенствовал образование в Германии: в Лейпцигском и Гёттингенском университетах. В 1888-1892 гг. работал в Новороссийском университете.

С 1893 г. - профессор Московского университета, который оставил в 1911 г. в знак протеста против реакционной политики царского правительства. С 1911 г. Николай Дмитриевич работает директором Центральной химической лаборатории министерства финансов, с 1917 г. - вновь в Московском университете. А с 1935 г. трудится в Институте органической химии АН СССР, одним из организаторов которого он был.

Научные исследования относятся к нескольким областям органической химии - химии алициклических соединений, химии гетероциклов, органическому катализу, химии белка и аминокислот.

Вначале Зелинский занимался исследованием изомерии производных тиофена и получил ряд его гомологов. Исследуя стереоизомерию предельных алифатических дикарбоновых кислот, нашел способы получения из них циклических пяти- и шестичленных кетонов, из которых в свою очередь получил большое количество гомологов циклопентана и циклогексана. Синтезировал многочисленные углеводороды, содержащие от 3 до 9 атомов углерода в кольце, что послужило основой искусственного моделирования нефти и нефтяных фракций. Положил начало ряду направлений, связанных с изучением взаимных превращений углеводородов.

В 1916 г. совместно с инженером А. Кумантом создал противогаз. Является одним из основоположников учения об органическом катализе. Выдвинул идеи о деформации молекул реагентов в процессе адсорбции на твердых катализаторах. Совместно со своими учениками открыл реакции селективного каталитического гидрогенолиза циклопентановых углеводородов, многочисленные реакции изомеризации, в том числе взаимные превращения циклов в направлении, как их сужения, так и расширения.

Экспериментально доказал образование метиленовых радикалов в качестве промежуточных соединений в процессах органического катализа. Зелинский внес существенный вклад в решение проблемы происхождения нефти. Был сторонником теории органического происхождения нефти.

Проводил также исследования в области химии аминокислот и белка. Открыл (1906 г.) реакцию получения aльфа-аминокислот из альдегидов или кетонов действием смеси цианистого калия с хлористым аммонием и последующим гидролизом образующихся aльфа-аминонитрилов. Синтезировал ряд аминокислот и оксиаминокислот. Разработал методы получения эфиров аминокислот из их смесей, образующихся при гидролизе белковых тел, а также способы разделения продуктов реакции. Создал крупную школу химиков-органиков, в которую вошли Л. Н. Несмеянов, Б. А. Казанский, А. А. Баландин, Н. И. Шуйкин, А. Ф. Платэ и др.

Один из организаторов Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева и его почетный член с 1941 г. Герой Социалистического Труда. Номинант премии им. В. И. Ленина, и Государственной премии СССР.

Имя Зелинского присвоено (1953 г.) Институту органической химии АН СССР.

ЛЕКЦИЯ 3.

История образования и становления ТПУ

Томск, основанный русскими казаками на Великом сибирском пути, соединяющим с давних пор Европу с Востоком, имеет более чем четырехсотлетнюю историю. Город известен не только кружевными деревянными теремами, сибирской тайгой, пушниной и золотом, широким спектром природных богатств, но и своим уникальным, сформировавшимся на протяжении длительного исторического периода научно-образовательным, научно-технологическим и культурно-историческим комплексом. Этот комплекс у нас в стране и за рубежом по праву называют «Умственным центром Сибири», «Сибирскими Афинами». В составе комплекса около ста научно-образовательных учреждений: шесть университетов (классический, три технических, медицинский и педагогический), научно-исследовательские институты Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук, Академии медицинских наук, Российской академии образования, отраслевые научно-исследовательские и проектные институты, а также десятки высокотехнологичных научно-производственных объединений оборонной, атомной, нефтяной, химической, машиностроительной и других отраслей промышленности.

Среди научно-образовательных учреждений Томска основанный в 1896 году как институт практических инженеров Томский технологический институт - первый технический вуз за Уралом и долгое время остававшийся единственным техническим вузом на обширной территории Азиатско-Тихоокеанского региона России. Пройден вековой путь развития: Томский технологический институт, обеспечивший подготовку кадров для становления промышленности и экономики Сибири; Томский индустриальный институт - кузница кадров для индустриализации региона; Томский политехнический институт - образовательный, методический и культурно-инженерный центр, обеспечивший формирование структуры, качество и развитие производительных сил Сибири; Томский политехнический университет - центр науки и образования, первый технический университет Азиатско-Тихоокеанского региона России.

Среди первых профессоров института были известные ученые-химики: академик Н.М.Кижнер, разработавший метод получения углеводов, известный в науке как «Метод Кижнера»; профессор Бирон Е.В., открывший явление вторичной периодичности закона Д.И.Менделеева. Сам Д.И.Менделеев принимал живейшее участие в создании института и особенно его химического отделения. В институте работал профессор Б.П.Вейнберг, крупный исследователь по магнетизму Земли, основатель Томской школы физики твердого тела. В лабораториях профессора Вейнберга Б.П. выполнял свои работы будущий лауреат Нобелевской премии в области физической химии академик Н.Н.Семенов. В стенах Томского политехнического профессорами Т.И.Тихоновым, Н.В.Гутовским, Н.П.Чижевским получены фундаментальные результаты в области металловедения, металлургии, физики металлов. Академики В.А.Обручев, М.А.Усов создали мощную горно-геологическую школу в Сибири. Их ученики стали видными учеными-геологами: М.К.Коровин, предсказавший промышленные залежи нефти в Сибири; К.Габуния, один из основателей грузинской геологической школы; академик К.И.Сатпаев, организатор и первый президент АН Казахстана.

За свою более чем вековую историю Томский политехнический университет подготовил около ста тысяч специалистов. Из этого числа более 600 политехников стали докторами наук, которые удостоены почетного звания «Заслуженный деятель науки и техники», лауреата Ленинской, Государственных премий, Премий Президента и Правительства Российской Федерации.

Первый отечественный автомобиль «Руссо-Балт» создал питомец университета Д. Бондарев, а первый серийный трактор спроецировал М. Терасатуров. Бондарев Д. был строителем и директором Московского автозавода, Терасатуров М. - директором Путиловского завода в Петербурге. В стенах Томского политехнического была создана первая в мире электрическая дорога на магнитной подушке, первый в мире турбобур, произведший революцию в нефтяном деле, первый отечественный бетатрон и первый газогенераторный двигатель. В Томском политехническом учились всемирно известные создатели вертолетов Н.И.Камов и М.Л.Миль. Инженерная смелость выпускника университета Н.В.Никитина воплотилась в таких сооружениях, как первое в стране высотное здание Московского университета, Останкинская телебашня, знаменитый стадион в Лужниках. С Томским политехническим связаны имена Г.И.Носова - директора Магнитки, М.К.Коровина, чьи работы послужили основой для начала нефтедобычи в Сибири, основателя Норильска Н.Н.Урванцева, А.А.Воробьева - создателя новых научных школ и направлений в общей и прикладной физике.

Ученые и выпускники института активно участвовали в проектировании, строительстве и пуске главных предприятий Сибири: Кузнецкого металлургического комбината, шахт и рудников Кузбасса, заводов Новосибирска, Урала и Дальнего Востока, а также в открытии, разработке и освоении Сибирских недр. Сегодня практически все руководители и большинство ведущих специалистов крупнейших научно-производственных организаций, промышленных предприятий, многие ректоры вузов и директора научно-исследовательских институтов Сибири являются выпускниками Томского политехнического университета и его научных школ.

Серьезное влияние университет оказал на развитие образования, науки и подготовку кадров в различных государствах Азиатско-Тихоокеанского региона: Казахстане, Узбекистане, Киргизии, Таджикистане, Туркменистане, а также в Грузии, Азербайджане, Армении. На базе отдельных факультетов, кафедр и специальностей Томского политехнического института было открыто более 20 самостоятельных вузов в Москве, Новосибирске, Омске, Томске, Красноярске, Иркутске, Кемерово, Барнауле, Чите, Хабаровске и других городах. По существу, Томский политехнический оказал решающее влияние на формирование и развитие высшей технической школы на территории от Урала до Тихого океана.

В 1991 году Томский политехнический институт преобразован Постановлением Правительства Российской Федерации в технический университет.

ТПУ сегодня !

Томский политехнический университет (ТПУ) - первый технический вуз в азиатской части России, основанный в 1896 году и открытый в 1900 г., имеет богатейшие традиции в подготовке инженерных кадров высшей квалификации. За годы своего существования ТПУ подготовил более 130 000 специалистов, из них более 500 стали академиками, лауреатами Ленинской и Государственной премий, других престижных наград.

В университете обучаются: 22000 студентов всех форм обучения, 568 аспирантов и 48 докторантов. Действуют 14 специализированных советов по защите докторских и 4 - по защите кандидатских диссертаций. Подготовка специалистов осуществляется по 24 направлениям и 85 специальностям, а магистров - по 22 направлениям.

Кроме того, в университете разработаны и реализуются на английском языке восемь программ подготовки специалистов. Желающим предоставляется возможность получения второго высшего образования, в том числе, в Кипрском институте маркетинга. Дальнейшее повышение квалификации осуществляется в Межвузовском институте повышения квалификации, аспирантуре (75 специальностей) и докторантуре (22 специальности). Основные направления научной деятельности совпадают с профилем подготовки специалистов.

В университете работает 1890 научно-педагогических сотрудников, из них - 1579 преподавателей, 202 доктора наук и 916 кандидатов наук; 6 членов Российских Академий наук, 122 члена Российских общественно-профессиональных академий и международных академий, 2 лауреата премии Президента РФ, 2 лауреата Государственной премии и 7 - правительственных премий. 14 сотрудников ТПУ являются лауреатами Российских именных и международных премий.

Ежегодно университет выпускает более 3000 специалистов (инженеров и магистров), из которых 30 процентов специализируются в наукоемких и комплексных межотраслевых технологиях. Творческая атмосфера, академические традиции и высокое качество подготовки выпускников университета хорошо известны не только в Сибири и России, но и за рубежом. В университете обучаются студенты, аспиранты и стажеры из стран СНГ, а также стран Азиатско-Тихоокеанского региона, Ближнего Востока и Европы.

ТПУ сегодня - это 10 учебных институтов, 9 факультетов, 3 научно-исследовательских института: НИИ ядерной физики, НИИ высоких напряжений, НИИ интроскопии. А также: Сибирский научно-исследовательский центр перспективных и нетрадиционных технологий «Спектр»; Региональный учебно-научно-технологический центр ресурсосбережения; Научно-техническая библиотека; Центр платных образовательных услуг и трудоустройства; Информационно-аналитический центр; Издательство; Музейный комплекс; Экспериментально-опытное производство; Физкультурно-оздоровительный центр; Спортивно-оздоровительный лагерь; санаторий-профилакторий; Русско-американский центр; Русско-немецкий центр; Русско-французский центр; Азиатско-тихоокеанский центр; Центр международной образовательной деятельности; Центр университета по подготовке специалистов в нефтегазовой отрасли; Центрально-Азиатский центр инженерного образования (центр-сателлит Международного центра ЮНЕСКО по инженерному образованию).

Университет имеет 6 филиалов и 17 представительств в различных городах России, стран СНГ и дальнего зарубежья, в том числе в городах Карлсруэ (Германия), Прага (Чехия) и Никосия (Кипр).

Материальная база университета включает в себя: 21 лабораторный и учебный корпус общей площадью 258^.276 кв. м.

Число рабочих мест, оснащенных персональными компьютерами в университете составляет 3450, в том числе используемых в учебном процессе - 2390.

Библиотечный фонд составляет 2,7 млн. экземпляров различных видов литературы. Площадь крытых спортивных сооружений составляет 5850 кв. м; число мест в санатории-профилактории и базах отдыха - 750. Общежития университета рассчитаны на 8030 мест. Столовые и кафе способны одновременно принять 960 человек.

В Томском политехническом университете создана уникальная материально-техническая база, позволяющая обеспечить проведение научных исследований и подготовку кадров на современном уровне - физический комплекс излучательных установок с широким диапазоном энергий и видов ускоренных частиц: единственный за Уралом учебно-исследовательский ядерный реактор, электронный синхротрон, циклотроны, микротроны, сильноточные ионные и электронные ускорители. В распоряжении студентов и ученых современное криогенное оборудование, широкий набор испытательных стендов, контрольно-измерительных комплексов, радиоэлектронных систем, научно-учебных полигонов, развитая аналитическая приборная база; телекоммуникации, обеспечивающие общение со всем миром.

В университете, впервые в РФ, разработан стандарт вуза, включающий федеральную, региональную и вузовскую составляющие, позволяющие учитывать специфику региона, в котором расположен вуз или для которого готовятся специалисты; реализуются Комплексные программы развития университета сроком на 5 лет; осуществляется углубленная языковая подготовка студентов, позволяющая выпускнику университета свободно владеть английским языком.

Университет активно проводит политику интеграции в международное образовательное пространство, интенсивно развиваются международные связи университета, в том числе с научными учреждениями США, Англии, Германии, Франции, Японии, Кипра, Южной Кореи, Китая, Индии, Пакистана и других стран.

Высокий уровень ТПУ подтверждается его рейтингами: 1-е место в рейтинге Ассоциации инженерного образования России, 4-е место в рейтинге Ассоциации технических университетов России. Университет имеет сертификат о государственной аккредитации, девять программ подготовки специалистов аккредитованы в Аккредитационном независимом центре инженерных специальностей. Впервые в России Томский политехнический университет в целом и пять программ подготовки на английском языке сертифицированы в международных аккредитационных центрах. Отличительными особенностями Томского политехнического университета, определившими его уникальный стиль жизнедеятельности и место в отечественной истории, являются:

• продолжительное (более чем столетнее) развитие как целостной научно-образовательной, научно-технологической и социально-культурной системы;
  
• становление как своеобразного инкубатора высококвалифицированных кадров, технологий и производств будущего Сибири, России и сопредельных стран СНГ, а также как полигона для апробации наукоемких педагогических технологий и новаций;
  
• приоритетная деятельность по обеспечению и поддержанию качества образовательных услуг и подготовки специалистов на общественно и личностно значимом уровне;
  
• практически неограниченные возможности проведения комплексных межотраслевых исследований и разработок, внедрения инновационных технологий с обеспечением их кадрового сопровождения;
  
• традиционно тесные органические связи с образовательными учреждениями, научно-производственными и промышленными предприятиями России, Сибири и стран СНГ, Азиатско-Тихоокеанского региона, Европы, США;
  
• существенное влияние на формирование состава и структуры, качество и развитие производительных сил Сибири и прилегающих регионов;
  
• естественно историческое формирование как методического, образовательного, исследовательского и культурного центра для обширного региона Сибири и Дальнего Востока;
  
• известность научных школ, педагогических и научно-технологических достижений для отечественных и зарубежных студентов, ученых, педагогов и бизнесменов;
  
• усиленное внимание к формированию современной материально-технической базы научных исследований и подготовки специалистов
  

ЛЕКЦИЯ 4.

Химическая технология как наука и ее задачи.

Технология в переводе с греческого - наука о ремеслах, она изучает пути и методы превращения каких-либо исходных материалов в предметы потребления или средства производства.

Видов технологий много, их можно разделить на механические, в которых изменяется форма и величина исходных веществ, а молекулярный состав остается неизменным, и химические в которых продукты изготавливаются из сырья с помощью химических и физико-химических процессов.

К механическим процессам относятся: дробление, смешение разнородных материалов, измельчение и т. д.

Химическими и физико-химическими процессами являются: горение, растворение, перегонка и т.д.

Химическая технология – это теоретическая база создания новых и усовершенствования существующих производств.

Количество химических веществ, используемых различными отраслями народного хозяйства, чрезвычайно велико. В связи с этим из совокупности химических технологий выделяют технологию неорганических веществ и технологию органических веществ. В свою очередь эти технологии включают в себя ряд отраслевых технологий.

Так технология неорганических веществ объединяет:

1. технологию основной химической промышленности – производство кислот, щелочей, солей и минеральных удобрений

2. технологию силикатов – производство вяжущих веществ, стекла, керамики, огнеупоров

3. технологию черных металлов

4. технологию цветных металлов и т. д.

Основная химическая промышленность является фундаментом химической промышленности.

Технология обслуживает нужды производства, поэтому цели и задачи технологии как науки определяются задачами производства.

К основным задачам химической технологии относятся:

1) выбор способа и технологической схемы производства, обеспечивающих получение нужного количества продукта заданного качества из определенного вида сырья с минимальными затратами;

2) разработка физико-химических основ данного способа производства, т.е. изучение основных реакций и процессов, влияние температуры, давления, состава исходных веществ, катализаторов и других факторов на скорость и полноту протекания процесса;

3) определение оптимальных условий ведения процесса (технологического режима) на всех стадиях, обеспечивающих максимальную производительность технологической линии при минимальных затратах сырья, энергии и труда;

4) подбор и расчет оборудования, необходимого для осуществления выбранного способа производства с учетом производительности, условий работы, срока службы и стоимости;


5) нахождение оптимальных условий ведения процесса, обеспечивающих высокую скорость, полное использование сырья, низкую себестоимость продукта;

6) выбор способов защиты окружающей среды от загрязнения. Принятый способ производства и его оборудование должны обеспечивать безопасные условия работы обслуживающего персонала и минимальное количество газовых выбросов, сточных вод и отходов производства.

Основные понятия и термины:

Операция – механическое воздействие на материал, не приводящее к изменению его состава, например, дробление, транспортировка и взвешивание. Операции, как правило, выполняются машинами.

Процесс – последовательные и закономерные изменения в системе, приводящие к возникновению в ней новых свойств. К процессам относятся такие явления (изменения), как растворение твердых веществ или газов в жидкостях, кристаллизация твердых веществ из расплавов или растворов, химическое взаимодействие и т.п.

Процессы делятся на периодические и непрерывные.

Периодическими называются процессы, в которых основные стадии: загрузка, разогрев, химическое взаимодействие, охлаждение и выгрузка выполняются последовательно в одном аппарате. Интенсивность работы периодически действующих аппаратов сильно изменяется во времени: во время загрузки и разгрузки она равна нулю, а в период реакции она достигает максимума.

Непрерывными называются процессы, в которых основные стадии осуществляются одновременно и непрерывно. Интенсивность работы аппарата, в этом случае сохраняется практически постоянной. Непрерывно-действующие аппараты более производительные, их легче механизировать и автоматизировать.

Параметр – это какая-либо величина, характеризующая состояние вещества или условия работы аппарата. Наиболее важными параметрами являются температура, давление и концентрация.

Технологический режим – совокупность параметров, определяющих условия работы данного аппарата или системы аппаратов.

Работа аппаратов и установок характеризуется такими показателями, как выход продукта, производительность, мощность и интенсивность.

Выход продукта (Х)- это отношение количества фактически полученного продукта (G_факт), к тому количеству, которое может образоваться в предположении, что реакция необратима (G_теор):

X=G_факт/G_теор *100%

Практический выход меньше теоретического из-за неполноты реакции и различных потерь.

Производительность аппарата, установки или цеха (Р) - это количество продукции, получаемое в единицу времени (τ):


P=G_факт/τ [кг/сек; м³/ч.; т/ч; т/сут]

Мощность – это производительность, достигаемая в оптимальных условиях. Обычно производительность ниже мощности из-за различных нарушений режима или неплановых остановок.

Интенсивность аппарата (I) – это отношение производительности (Р) к какой-либо величине, характеризующей аппарат (по поверхности или объему):

I=P/F [кг/ч*м²]; или I=P/V [кг/ч*м³]

где F – рабочая поверхность аппарата, м² ; V – полный объем аппарата, м³.

Материальный поток – количество твердых, жидких или газообразных веществ, поступающих (или выходящих) в данный аппарат в единицу времени (кг/сек; т/сутки; м³/ч)

Расходный коэффициент – расход данного вида сырья, вспомогательных веществ или энергии на единицу продукции (φ т/т, м³/т, кВт*ч/т). Расходные коэффициенты зависят от качества сырья, способа производства, состояния оборудования и соблюдения норм технологического режима, они всегда выше теоретических.

Технологическая схема – описание или графическое изображение последовательности операций, необходимых для получения данного продукта из определенного вида сырья с их материальными потоками и энергетическими связями.