Краткий паспорт специальности
| Вид материала | Исследование |
- Краткий паспорт научной специальности, 146.57kb.
- Паспорт специальности, 650.93kb.
- Публичный отчет моу сош №6 за период 2008/2009 учебный год. Краткий паспорт, 407.4kb.
- Паспорт специальности, 66.56kb.
- Китайской Народной Республики дипломатический паспорт, служебный паспорт, обычный паспорт, 351.87kb.
- Паспорт специальности, 85.97kb.
- Паспорт специальности, 127.34kb.
- Паспорт специальности, 61.47kb.
- Уніфікований паспорт музею, 76.54kb.
- Паспорт специальности 01. 02. 05 Механика жидкости, газа и плазмы Шифр специальности:, 20.82kb.
II. Катализ в нефтехимии
Общие сведения о каталитических методах переработки нефти и нефтяных углеводородов. Специфические особенности разных областей катализа: гомогенный, гетерогенный и микрогетерогенный. Адсорбция. Активные центры. Основные типы гетерогенных катализаторов в нефтехимических процессах и методы их получения. Теории гетерогенного катализа, явления промотирования и отравления. Нуклеофильный, кислотно-основной и электрофильный катализ, их механизм. Гомогенный катализ. Метанокомплексный катализ, механизм и кинетика реакций метанокомплексного катализа. Катализ межфазного комплекса. Катализ ионами и комплексами. Ферментативный катализ. Кинетические методы исследования реакций и катализаторов. Микрокинетические факторы в катализе. Моделирование процессов. Методы оптимизации процессов.
Кинетика гетерогенно-каталитических процессов. Области проектирования гетерогенно-каталитических процессов. Кинетическая область гетерогенного катализа, построение кинетических уравнений для однородной и неоднородной поверхности катализатора, сорбционная область катализа. Внешнедиффузионная и внутридиффузионная области гетерогенного катализа.
Кинетика гомогенных гетерофазных процессов. Области протекания гетерофазных процессов. Кинетика гетерофазной реакции в кинетической области. Кинетика гетерофазной реакции при мгновенной химической реакции и разных видах диффузионных сопротивлений. Уравнение Хатта.
III. Взаимные превращения углеводородов нефти
Термическая деструкция углеводородов. Термодинамика и кинетика распада углеводородов различных классов и молекулярных масс. Свободно-радикальный механизм термического крекинга углеводородов. Радикально-цепные реакции. Основные типы реакций свободных радикалов. Состав продукта распада высших углеводородов. Влияние температуры и давления на состав продуктов распада. Промышленный пиролиз метана и жидких нефтепродуктов. Новые способы осуществления термической диструкции (плазмохимические, термоконтактные и др.).
Дегидрирование. Дегидрирование алканов, алкенов, циклопентановых и циклогексановых углеводородов. Термодинамика и механизм. Каталитическое и термическое дегидрирование. Дегидрирование в присутствии акцекторов водорода (кислорода и др.). Современные методы получения этилена, бутиленов, бутадиена и изопрена.
Дегидроциклизация. Дегидроциклизация алканов, алкилароматических и других углеводородов. Термодинамика, ктализаторы, механизмы. Влияние строения и молекулярной массы алканов на скорость образования ароматических углеводородов. Практическое использование реакций для получения ароматических углеводородов.
Изомеризация. Изомеризация с изменением углеродного скелета, а также положение кратных связей. Механизм реакций. Природа катализаторов. Изомеризация алканов, циклоалканов, алкилароматических углеводородов и алкенов.
Алкилирование. Алкилирование олефинами ароматических углеводородов и разветвленных алканов. Термодинамика и катализаторы. Кинетика и механизмы каталитического алкилирования. Термическое алкилирование.
Димеризация и олигомеризация олефинов. Катализаторы, условия, механизмы. Состав и строение получающихся продуктов. Практическое использование реакций для получения олигомеров и мономеров.
Метатезис алкенов. Гомогенные и гетерогенные катализаторы. Механизм. Влияние положения кратной связи. Перспективы практического использования.
Каталитический крекинг. Строение алюмосиликатов и природа их каталитической активности. Роль протонной и апротонной кислотности. Цеолиты. Основные реакции, катализируемые алюмосиликатами. Особенности каталитического крекинга углеводородов различных типов. Состав продуктов каталитического крекинга. Механизм реакций каталитического крекинга.
Каталитический риформинг. Бифункциональные катализаторы, их состав и природа каталитической активности. Основные реакции углеводородов в условиях каталитического риформинга (изомеризация, дегидроизомеризация, дегидроциклизация, дегидрирование, гидрокрекинг). Механизмы превращений углеводородов в условиях каталитического риформинга. Влияние водорода и режимных условий на протекание различных реакций. Состав продуктов каталитического риформинга и их использование.
Гидрокрекинг и гидрогенизация. Катализаторы и условия. Механизмы. Поведение различных углеводородов при гидрокрекинге и гидрогенизации. Практическое использование гидрогенизационных процессов.
Назначение и развитие процессов очистки нефтяного сырья.
Щелочная и кислотная очистка светлых дистиллятов. Адсорбционная и каталитическая очистка светлых нефтепродуктов. Развитие процессов депарафинизации нефтяного сырья. Депарафинизация дизельных топлив карбамидом. Депарафинизация остаточных нефтяных фракций. Назначение процесса и пути использования продуктов. Деметаллизация. Очистка нефтяных остатков от металлоорганических соединений. Пути развития процесса гидрообессеривания остатков. Побочные продукты процесса, пути утилизации.
IV. Процессы получения функциональных
производных углеводородов
Окисление. Теоретические основы процессов окисления. Цепные реакции. Окислители и окисляющие агенты. Окисление молекулярным кислородом. Закономерности окисления углеводородов различных типов (алканы, изоалканы, алкены, циклоалканы, арены). Катализаторы и условия окисления. Кинетические закономерности и механизмы гомогенного и гетерогенного окисления. Окисление в жидкой и паровой фазе. Получение из метана и его гомологов формальдгида, уксусной кислоты, высших жирных кислот и спиртов. Получение из олефинов эпоксисоединений, малеинового ангидрида, ацетальдегида, акролеина. Получение из циклоалканов циклогексанола, циклогексанона, циклододеканола, адипиновой кислоты. Получение из ароматических и алкилароматических углеводородов гидроперекисей, фенола, ацетона, молеинового и фталевого ангидридов, терефталевой кислоты. Окислительный аммонолиз углеводородов, получение акрилонитрила. Процессы окислительной конверсии метана и других углеводородов в смеси окиси углерода и водорода (синтез - газ).
Гидратация. Гидратация алкенов и ацетилена. Гидродинамика, катализаторы и механизмы реакции гидратации. Синтез этанола, изопропанола, втор.- и трет. бутанолов, ацетальдегида.
Карбонилирование (синтезы на основе оксида углерода). Термодинамика, катализаторы, условия и механизм синтезов из СО и Н2. Синтез метанола, метана, высших алифатических углеводородов. Синтез альдигидов и спиртов С3 - С9 из олефинов, СО и Н2 (оксосинтез). Синтез карбоновых кислот и их эфиров на основе окиси углеродов и олефинов. Перспективы синтезов с использованием окиси и двуокиси углеродов.
Галогенирование. Галогенирующие агенты, катализаторы и инициаторы, условия галогенирования. Ремическое, фотохимическое и окислительное галогенирование и механизмы этих реакций. Галогенирование парафинов, олефинов, ацетилена, ароматических углеводородов. Получение винилхлорида, аллилхлорида, дихлорэтилена.
Нитрование. Нитрование алканов, циклоалканов и аренов.
Сульфирование, сульфатирование, сульфокисление и сульфохлорирование. Сульфоагенты и условия их применения. Механизмы реакций. Получение алкилсульфонатов, додецилбензолсульфоната, алкилсульфатов. Их значение в синтезе поверхностно-активных веществ. Основные типы ПАВ (анионные, катионные, неионогенные, амфолитные), пути их синтеза на основе нефтяного сырья. Области применения, включая нефтедобычу.
V. Комплексная переработка нефти
Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Формы организации нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Их комбинирование и объединение в комплексы. Основные виды товарных продуктов переработки нефти: жидкие топлива и масла, мономеры, полупродукты для ПАВ. Исчерпывающая переработка нефти, утилизация побочных продуктов и отходов. Проблемы защиты окружающей среды.
Нефтяные топлива. Общая характеристика основных видов топлива /автомобильное, дизельное, авиационное, реактивное, котельное и др./. Поведение и превращения углеводородов при сгорании в двигателях. Улучшение эксплуатационных свойств топлив с помощью добавок. Антидетонаторы и механизм их действия. Октановое число. Цетановое число.
Нефтяные масла. Смазочные масла и их основные характеристики. Синтетические присадки к смазочным маслам /антиокислители, депрессоры, моющие, вязкостные и др./, механизмы их действия. Комплексные присадки. Трансформаторные и другие технические масла.
Проблема замены нефтяного сырья в производстве жидких топлив и масел. Ограниченность и невоспроизводимость нефтяных ресурсов. Возможности и перспективы использования углей, торфа, горючих и битуминозных сланцев, растительного сырья для производства искусственного жидкого топлива. Альтернативные топлива. Химия СI. Оксиды углерода (II) и (IV), формальдегиды, метанол, муравьиная кислота и их аналоги, содержащие атомы серы и азота.
VI. Основы оптимального выбора реакторов и параметров для процессов нефтехимии.
Нереальные и реальные реакторы и их последовательность, роль продольного перемешивания и рециркуляции. Критерии оптимальности, возможности и ограничения их применения. Удельная производительность реакторов, влияние типа аппарата и параметра процесса. Основы выбора реакционного узла, направления потоков и параметров процесса для разных типов реакций с точки зрения производительности. Оптимизация реакционного узла по максимуму производительности. Селективность процесса, влияние на нее типа реактора, продольного перемешивания, ректификации и параметров. Основы выбора реакционного узла, направления потоков и параметров процесса с точки зрения селективности. Оптимизация реакционного узла по максимуму селективности. Экономические критерии оптимальности.
VII. Проблемы охраны окружающей среды в нефтехимии.
Возможные технологические потери и мероприятия по их предотвращению, сбору, хранению и квалифицированному использован. Безотходные технологии.
Расчеты элементов систем по охране воздушного бассейна и сооружений по очистке сточных вод.
Литература
- Сюняев З.И. Химия нефти. -Л.: Химия, 1984.
- Проскуряков В.А., Драбкина А.Е. Химия нефти и газа. -Л.: Химия, 1989.
- Дияров И.Н., Батуева И.Ю. и др. Химия нефти./Руководство к лабораторным работам. -Л.: Химия, 1990.
- Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. -М.: Химия, 1985.
- Тимофеев В.С., Серафимов А.А. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. -М.: Химия, 1992.
- Лебедев Н.Н., Манаков М.Н., Швец В.Ф. Теория технологических процессов основного органического синтеза. -М.: Химия, 1975.
- Огородников С.К. Справочник нефтехимика. В 2-х томах. Т.1,2. -Л.: Химия, 1978.
- Паушкин Я.М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза. В 2-х частях. Ч.1,2. -М.: Химия, 1973.
- Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического синтеза. -М.: Химия, 1988.
- Катализаторы органического синтеза. В 2-х частях. Ч.1,2. Алматы: Гылым, 1992.
- Казанский Б.А. Каталитические превращения углеводородов. -М.: Наука, 1968.
- Д.Жарман. Каталитические превращения углеводородов. «Мир», М., 1972
- О. Леваншпиль. Инженерное оформление химических процессов. «Химия», М., 1969.
- В.Г. Горский. Теоретические основы инженерного оформления технологических процессов органического синтеза, «Химия»., 1974.
- М.А.Танатаров и др. Технологические расчеты установок переработки нефти, «Химия», М., 1987.
II. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
кандидатского экзамена по специальности
02.00.13 – нефтехимия (по химическим наукам)
Нефть и газ как сырье для переработки
Физико-химические свойства нефтей и нефтепродуктов. Классификация нефтей. Товарные характеристики нефтей и нефтепродуктов. Особенности переработки и основные направления переработки нефти и газа.
Подготовка углеводородного сырья к переработке
Подготовка нефти к переработке. Вредные примеси в нефтях. Обезвоживание и обессоливание нефтей. Очистка углеводородных газов от сернистых соединений и углекислого газа. Методы очистки. Осушка углеводородных газов. Методы осушки: абсорбционная и адсорбционная осушка и сравнение их технико-экономических показателей.
Технология переработки нефти
Методы переработки нефти. Перегонка с однократным, многократным и постепенным испарением. Перегонка в вакууме. Установка АТ, АВТ, комбинированные установки процессов переработки нефти (ЛК-6у; Г-43-107; КТ-1). Процессы деструктивной переработки нефтяного сырья. Понятие о глубокой переработке нефти как пути увеличения ресурсов топлива и сырья для нефтехимического синтеза. Типовая технологическая схема термического крекинга под давлением тяжелого остаточного сырья (висбрекинга). Технологические схемы установок коксования. Пиролиз в трубчатых печах как основной промышленный метод получения олефинсодержащего газа. Технологическая схема трубчатой установки пиролиза. Принципиальная технологическая схема установки каталитического крекинга. Технологическая схема отечественной установки каталитического риформинга (на получение высокооктанового бензина). Классификация и характеристика гидрогенизационных процессов. Реакторы гидроочистки и гидрокрекинга. Каталитические процессы переработки углеводородных газов (алкилирование, полимеризация, изомеризация). Производство нефтяных масел. Поточные схемы производства масел. Улучшение качества масел. Поточные схемы переработки нефти по топливному, топливно-масляному направлениям. Основная продукция и пути ее использования. Производство сырья нефтехимии на комбинированных установках переработки нефти.
Разделение углеводородных газов
Методы разделения углеводородных газов: компрессионный, абсорбционный, адсорбционный, ректификационный и их физико-химические основы. Комбинированные методы разделения углеводородных газов. Низкотемпературные методы разделения углеводородных газов. Низкотемпературная ректификация и низкотемпературная конденсация и их принципиальные технологические схемы. Газофракционирующие установки. Принципиальные технологические схемы ГФУ. Условия работы основных аппаратов. Пути совершенствования ГФУ.
Литература
1. Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти. Учебное пособие. М., Химия, 1992.
2. Инженерно-химическая наука для передовых технологий. М., 1997.
3. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана: Монография.- Алматы: Гылым, 2001. – 276 с.
4. Сериков Т.П., Оразбаев Б.Б. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане (часть 1): / Под ред. Акад. Сюняева З.И./ Учебное пособие для вузов.- Атырау: 1993. –116 с.
5. Сериков Т.П., Оразбаев Б.Б., Джигитчеева К.М. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане (часть 2): / Под ред. Акад. Сюняева З.И./ Учебное пособие для вузов.- Атырау: 1994. –179 с.
6. Сериков Т.П., Джусупова А.А. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане (часть 3).- Алматы: Эверо.- 2000.- с. 198.
7. Надиров Н.К. Высоковязкие нефти и природные битумы. Монография в 5-ти томах.- Алматы, 2001.