Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ТБ 

 

 

 

«   10   »       09       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Химические реакторы     

 




Направление подготовки

18.03.01 Химическая технология

Профиль подготовки

"Химическая технология неорганических веществ"

Квалификация (степень)выпускника

Бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

7

72 / 2  

16  

16  

 

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

Итого

72 / 2  

16  

16  

 

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

 

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Цель освоения дисциплины - изучение основных закономерностей химических процессов, протекающих в реакционных аппаратах, и основ теории химических реакторов, рассматриваются основные методы и приемы повышения эффективности их работы. Это одна из основных дисциплин базовой части цикла профессиональных дисциплин, поскольку без знания принципов работы химических реакторов невозможны сознательные и эффективные подходы к разработке и организации технологических процессов.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.26))

Дисциплина базируется на дисциплинах Оборудование производств неорганических веществ, Основы технологии химического производства, Общая химическая технология, Процессы и аппараты химической технологии. Углубление и расширение вопросов, изложенных в дисциплине «Химические реакторы», будет осуществляться при изучении дисциплин профессионального цикла, а также при написании бакалаврских работ.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1 способность и готовностью осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции.

ПК-6 способность налаживать, настраивать и осуществлять проверку оборудования и программных средств.

ПК-7 способность проверять техническое состояние, организовывать профилактические осмотры и текущий ремонт оборудования, готовить оборудование к ремонту и принимать оборудование из ремонта.

ПК-11 способность выявлять и устранять отклонения от режимов работы технологического оборудования и параметров технологического процесса.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

методы осуществления технологического процесса и измерения основных параметров технологического процесса (ПК-1).

методы наладки и настройки оборудования (ПК-6).

методы оценки технического состояния, организации планово-технического ремонта (ПК-7).

методы выявления и устранения отклонений от режимов работы технологического оборудования (ПК-11).

2) Уметь:

производить измерения основных параметров технологического процесса и свойств свойств сырья и продукции (ПК-1).

производить наладку оборудования и программных средств (ПК-6).

проводить оценку технического состояния оборудования (ПК-7).

производить выявление и устранение неполадок технического оборудования (ПК-11).

3) Владеть:

осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции (ПК-1).

способностью налаживать, настраивать и осуществлять проверку оборудования (ПК-6).

способностью проверять техническое состояние, организовывать профилактические осмотры и текущий ремонт оборудования (ПК-7).

способностью выявлять и устранять отклонения от режимов работы технологического оборудования и параметров технологического процесса (ПК-11).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Понятие о химическом реакторе. Гомогенные и гетерогенные химические процессы.

7

12

12

17

устный опрос, тестирование

2

Каталитические процессы. Классификация реакторов.

7

4

4

21,15

устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

Итого   

72

16

16

38,15

1,6

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 7

Раздел 1. Понятие о химическом реакторе. Гомогенные и гетерогенные химические процессы.

Лекция 1.

Понятие о химическом реакторе. Нахождение уровня химического процесса и химического реактора в иерархической структуре химического производства. Качественные и количественные критерии оценки эффективности химического процесса, протекающего в аппарате (2 часа).

Лекция 2.

Гомогенные химические процессы. Кинетические и термодинамические закономерности химических процессов. Влияние условий проведения процесса на степень превращения сырья, выход продукта. Пути и способы интенсификации гомогенных процессов (2 часа).

Лекция 3.

Понятие оптимальных температур для обратимых и необратимых химических процессов. Оборудование для проведения гомогенных процессов (2 часа).

Лекция 4.

Гетерогенные химические процессы. Понятие, основные особенности и стадии гетерогенного процесса. Наблюдаемая скорость химического превращения. Влияние внешних условий протекания процесса на наблюдаемую скорость превращения. Лимитирующая стадия и способы ее определения. Области протекания гетерогенных процессов (2 часа).

Лекция 5.

Гетерогенный некаталитический процесс в системе «газ-твердое тело». Кинетические модели. Математическое описание. Уравнения для определения наблюдаемой скорости превращения. Пути интенсификации процесса. Типы реакторов для проведения процессов в системе «газ-твердое тело» (2 часа).

Лекция 6.

Гетерогенный некаталитический процесс в системе «газ-жидкость». Кинетические модели. Математическое описание. Уравнения для определения наблюдаемой скорости превращения. Пути интенсификации процесса. Типы реакторов для проведения процессов в системе «газ-жидкость» (2 часа).

Раздел 2. Каталитические процессы. Классификация реакторов.

Лекция 7.

Каталитические процессы. Сущность, назначение катализа. Виды катализа. Гомогенный катализ и его особенности (2 часа).

Лекция 8.

Гетерогенный катализ на твердом катализаторе. Механизм, стадии и области протекания гетерогенного каталитического процесса. Пути интенсификации гетерогенно-каталитических процессов. Основные технологические показатели и требования, предьявляемые к промышленным катализаторам. Состав и способы изготовления контактных масс. Типы реакторов для проведения гетерогенно-каталитических процессов (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 7

Раздел 1. Понятие о химическом реакторе. Гомогенные и гетерогенные химические процессы.

Практическое занятие 1.

Термодинамические и кинетические основы химического процесса. Методики расчёта (2 часа).

Практическое занятие 2.

Термодинамические и кинетические основы химического процесса. Алгоритмы решения (2 часа).

Практическое занятие 3.

Термодинамические и кинетические основы химического процесса. Решение задач (2 часа).

Практическое занятие 4.

Материальный и тепловой балансы химического процесса. Методики расчёта (2 часа).

Практическое занятие 5.

Материальный и тепловой балансы химического процесса. Алгоритмы решения (2 часа).

Практическое занятие 6.

Материальный и тепловой балансы химического процесса. Решение задач (2 часа).

Раздел 2. Каталитические процессы. Классификация реакторов.

Практическое занятие 7.

Степень превращения, выход и избирательность в химическом процессе. Методики расчёта (2 часа).

Практическое занятие 8.

Степень превращения, выход и избирательность в химическом процессе. Алгоритмы решения (2 часа).

 

Методические указания для практических занятий приведены на информационно-образовательном портале МИ ВлГУ

https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=17281

https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=17282

https://www.mivlgu.ru/iop/mod/resource/view.php?id=17283

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Понятие о химическом реакторе. Химический реактор в структуре химического производства. Критерии оценки эффективности химического процесса.

2. Гомогенные химические процессы.

3. Оборудование для проведения гомогенных процессов.

4. Гетерогенные химические процессы.

5. Гетерогенный некаталитический процесс в системе «газ-твердое тело».

6. Гетерогенный некаталитический процесс в системе «газ-жидкость».

7. Каталитические процессы. Гомогенный катализ.

8. Гетерогенный катализ на твердом катализаторе. Типы реакторов для проведения гетерогенно-каталитических процессов.

9. Классификация реакторов.

10. Построение математических моделей химических реакторов, работающих в изотермическом режиме. Материальный баланс реакторов.

11. Методики расчета объёма реакторов непрерывного и периодического действия.

12. Неизотермические процессы в химических реакторах.

13. Понятие тепловой устойчивости работы химического реактора.

14. Реальные химические реакторы. Причины отклонения от идеальности. Модели реальных реакторов.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе обучения сочетаются аудиторные и электронные форм преподавания, что приводит к системе смешанного обучения: т.е. обеспечивает возможность сочетания в учебном процессе лучших черт аудиторной и электронной форм обучения. Причем интерактивность, позволяет развивать активно-деятельностные формы обучения.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Химические реакторы

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Верболоз Е.И. Технологическое оборудование [Электронный ресурс]: учебное пособие для бакалавров и магистров направления 151000 - Технологические машины и оборудование— Саратов: Вузовское образование - http://www.iprbookshop.ru/19282

2. Фролов В.Ф. Лекции по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» [Электронный ресурс] / В.Ф. Фролов. — Электрон. текстовые данные. — СПб. : ХИМИЗДАТ, 2017. — 608 c. - http://www.iprbookshop.ru/67349.html

3. Романков П.Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) [Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк. — Электрон. текстовые данные. — СПб. : ХИМИЗДАТ, 2017. — 544 c. - http://www.iprbookshop.ru/67350.html

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Александрова Т.П. Физико-химические методы анализа [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Александрова Т.П., Апарнев А.И., Казакова А.А.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2014.— 90 c. - http://www.iprbookshop.ru/44699

2. Н.Г. Ярышев Физические методы исследования и их практическое применение в химическом анализе [Электронный ресурс]: учебное пособие-М.: Прометей - http://www.iprbookshop.ru/18633

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

XuMuk.ru - Новый сайт о химии для химиков. Химическая энциклопедия, фармацевтические справочники, методики синтеза и другие полезные материалы он-лайн.

Ximicat.com - Химический каталог. Ссылки на химические сайты и форум.

Chemister.da.ru - Химия. Методики синтеза групп веществ, библиотека по химии, база данных, форум.

Программное обеспечение:

Лекционная аудитория:

Пакет офисных приложений Libre Office v.5 (free software, GPL)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лекционная аудитория:

Проектор DVD плеер POINER DV-310-Sdvd player, проектор SANYO PDG - DSU 20.

Лаборатория органической химии:

Вытяжные шкафы «Ламинар», печь сушильная, специальная химическая посуда для органического синтеза, печь сушильная под вакуумом, весы аналитические ВЛР-200, весы технохимические, выпрямители электрического тока, иономер универсальный, потенциостат П-5848, прибор Ребиндера, дистиллятор воды ДЭ-4, седиментометр, реохорд, вольтметры, амперметры, реостаты, набор пластинчатых электродов, водяная и песчаная баня, электроплитки, набор химического оборудования для титрометрии, штативы химические с держателями, термореле, секундомеры, комплект учебно-наглядных пособий.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с термодинамическими и кинетическими расчетами химических процессов. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – зачет. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Химические реакторы»

по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология

 

Рабочая программа дисциплины «Химические реакторы» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 72 час. (2 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет .

Цель дисциплины: Цель освоения дисциплины - изучение основных закономерностей химических процессов, протекающих в реакционных аппаратах, и основ теории химических реакторов, рассматриваются основные методы и приемы повышения эффективности их работы. Это одна из основных дисциплин базовой части цикла профессиональных дисциплин, поскольку без знания принципов работы химических реакторов невозможны сознательные и эффективные подходы к разработке и организации технологических процессов.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Химические реакторы» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 18.03.01 Химическая технология.

 

10.09.2016 г.