osnovy_himii_nefti_i_gazax - Саратовский государственный
advertisement
1 Рабочая программа учебной дисциплины разработана за счет часов вариативной части Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (СПО) 21.02.10 Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений (базовой подготовки). Организация-разработчик: ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского», Геологический колледж. Разработчик: Фролова Ирина Васильевна, преподаватель ГК СГУ 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ДИСЦИПЛИНЫ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ стр. 4 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 5 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 10 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 11 ОСВОЕНИЯ 3 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОСНОВЫ ХИМИИ НЕФТИ И ГАЗА 1.1. Область применения рабочей программы . Рабочая программа учебной дисциплины является частью программы подготовки специалистов среднего звена (ППССЗ) в соответствии с ФГОС по специальности СПО 21.02.10 Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений (базовой подготовки). 1.2. Место учебной дисциплины в структуре программы подготовки специалистов среднего звена: дисциплина входит в профессиональный цикл общепрофессиональных дисциплин. 1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины: В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать: принципы и методы добычи нефти и газа; гипотезы происхождения нефти и газа; основные физико-химические свойства нефти; основные типы и принципы классификации нефти; свойства нефти как дисперсной системы; углеводороды нефти и нефтепродуктов (алканы, циклоалканы, алкены, диеновые углеводороды, ацетилен, арены и углеводороды смешанного строения); гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти; этапы подготовки нефти к переработке; химические процессы переработки нефти; методы очистки и стабилизации нефтепродуктов. основные мероприятия по охране окружающей среды при нефтедобыче и нефтепереработке. В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь: определять фракционный состава нефти, содержания воды, минеральных кислот и щелочей в нефти; давать классификацию нефти; получать и проводить исследования химических свойств углеводородов нефти; исследовать химические свойства органических соединений азота и серы, содержащихся в нефти; исследовать свойства кислородсодержащих органических соединений нефти; 4 выполнять эксперименты по качественному определению углерода, водорода, хлора в органических соединениях; анализировать групповой состав бензиновой фракции нефти; хроматографическим методом анализировать и разделять углеводороды нефти и нефтепродуктов; решать расчетные задачи. 1.4. Количество часов на освоение программы учебной дисциплины: максимальной учебной нагрузки обучающегося – 120 часов, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося - 80 часов; самостоятельной работы учащегося – 40 часов. 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Максимальная учебная нагрузка (всего) Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) в том числе: практические занятия Самостоятельная работа обучающегося (всего) Итоговая аттестация в форме экзамена Объем часов 120 80 24 40 5 2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Основы химии нефти и газа» Наименование разделов и тем 1 Раздел 1. Общая характеристика нефти и газа Тема 1.1. Принципы и методы добычи нефти и газа. Гипотезы происхождения нефти и газа. Тема 1.2. Свойства нефти как дисперсной системы. Тема 1.3. Углеводороды нефти и нефтепродуктов. Содержание учебного материала, практические занятия, самостоятельная работа обучающихся 2 Объем часов Основные нефтегазоностные регионы в России. Добыча нефти и газа в России. Представления об минеральном и органическом происхождении нефти. Современные представления об образовании нефти и газа. Физические свойства нефти и нефтепродуктов. Элементарный и изотопный состав нефти и природных газов. Групповой химический состав нефти Фракционный состав нефти. Основные типы и принципы классификации нефти. Классификация нефти по химическому составу, генетические классификации, технологические классификации. Практические занятия. Решение расчетных задач по теме «Физические свойства нефти». Классификация нефти. Межмолекулярные взаимодействия компонентов нефти. Классификация нефтяных дисперсных систем на основе классических признаков дисперсного состояния. Фазовые переходы в природных нефтяных дисперсных системах. 8 Специфические свойства дисперсной системы: структурно-механическая прочность и неустойчивость. Реологические свойства нефти. Химический состав нефти. Основные классы углеводородов и других соединений нефти. Виды алканов и циклоалканов нефти и нефтепродуктов. Моно- и бициклические углеводороды. Основные процессы переработки алканов и циклоалканов (окисление, галоидирование, сульфирование, сульфохлорирование, нитрование, изомеризация , алкилирование ). Общая характеристика алкенов. Их значение в расширении сырьевой базы мономеров. Основные процессы переработки олефинов: окисление, гидратация, гидрирование, галогенирование, теломеризация, полимеризация, 3 82 Уровень освоения 4 2 2 2 2 4 4 2 2 2 14 2 2 6 гидроформилирование. Тема 1.4. Гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти. Диеновые углеводороды. Ресурсы, выделение из продуктов переработки нефти. Ацетилен. Методы выделения и очистки. Синтезы на базе ацетилена. Бензол и его гомологи. Гидрирование, нитрирование, хлорирование, окисление бензола. Толуол — высокооктановая добавка к топливу. Ксилолы. Углеводороды смешанного строения. Фталевые кислоты и их значение в производстве волокон и смол. Глифталевые смолы. Кумол. Полициклические ароматические углеводороды. Тетралин, декалин и их применение. Практические занятия. Выполнение экспериментов по качественному определению углерода, водорода и хлора в органических веществах. Получение и проведение исследований химических свойств углеводородов нефти. Кислородные соединения (органические кислоты, фенолы, альдегиды, кетоны, простые эфиры) их строение и свойства. Содержание и соотношение кислородных соединений в нефти. Сернистые соединения их строение и свойства. Смешанные серу- и кислородсодержащие соединения - сульфоны, сульфоксиды. Влияние на свойства нефтепродуктов и применение сернистых соединений. Происхождение сернистых соединений нефти. Азотистые соединения их строение и свойства. Происхождение азотистых соединений нефти. Влияние на свойства нефтепродуктов и применение. Смолисто-асфальтовые вещества - сложная смесь наиболее высокомолекулярных компонентов нефти. Деления на группы смолисто-асфальтовых веществ. Минеральные компоненты - соли и комплексные органические соединения металлов. Влияние минеральных компонентов на свойства нефти. Практические занятия. Исследовать свойства кислородсодержащих органических соединений нефти. Исследовать химические свойства органических соединений азота и серы, содержащихся в нефти. Решение расчетных задач по теме: Углеводороды нефти и нефтепродуктов. 2 2 2 4 10 2 2 2 2 2 6 7 Тема 1.5. Топлива и масла. Общая характеристика основных видов топлива ( автомобильное, дизельное, авиационное, реактивное, котельное и пр.). Поведение и превращение углеводородов при сгорании в двигателях. Нефтяные масла, их назначение, области применения, источники сырья, способы получения и очистки. Показатели качества масел и их характеристики. Прочие нефтепродукты: сжиженный газ, твердые парафины, церезины, вазелины, битумы, нефтяной кокс. Самостоятельная работа. Систематическая проработка конспектов занятий, учебной литературы (по вопросам составленных преподавателем). Подготовка к практическим работам с использованием методических рекомендаций преподавателя, оформление практических работ, отчетов. Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: 1.Нефть – сырье для органического синтеза. 2.Нефтяные базы России. 3. Основные характеристики бензина: детонационная стойкость, фракционный состав, стабильность, содержание серы. Раздел 2. Переработка нефти и газа. Тема 2 1.Этапы подготовки нефти к переработке. Первичная перегонка нефти. Тема 2.2. Химические процессы переработки нефти и газа. 4 2 2 28 38 Стабилизация нефти. Обезвоживание и обессоливание нефти. Нефтяные эмульсии. Способы разрушения нефтяных эмульсий. Назначение первичной переработки нефти. Прямая перегонка нефти с применением дистилляции и ректификации. Типы установок первичной перегонки нефти. Продукты первичной перегонки нефти. Практические занятия. Определение фракционного состава нефти. Хроматографические методы анализа и разделения углеводородов. Анализ группового состава бензиновой фракции нефти. Деструктивные методы переработки нефти (крекинг, пиролиз, риформинг). Термический крекинг, пиролиз и коксование. Каталитический крекинг: сырье, параметры процесса и продукты. Каталитический риформинг: сырье, параметры процесса и продукты. 4 2 2 6 6 2 2 8 Тема 2.3. Методы очистки и стабилизации нефтепродуктов. Нефтяной газ используется в качестве топлива и сырья для нефтехимического синтеза. Переработка технической фракции нефтяного газа методами: компрессорным, абсорбционным, конденсационно-ректификационным при низких температурах, адсорбционным. Химические методы очистку – гидроочистка. Физико-химические методы очистки адсорбционные и абсорбционные. Стабилизация нефтепродуктов. Продукты переработки нефти. Топлива (бензины, керосины, дизельные и котельные топлива); смазочные масла; парафины, церезины; пластичные смазки; битумы; кокс; сырьё для нефтехимического и основного органического синтеза; прочие нефтепродукты разного назначения. Основные мероприятия по охране окружающей среды при нефтедобыче и нефтепереработке. Основные мероприятия по охране атмосферного воздуха, гидросферы, почв и земельных ресурсов от углеводородных загрязнений. Практические занятия. Определение содержания воды в нефти. Определение минеральных кислот и щелочей в нефти. Определение содержания серы в моторном топливе. Самостоятельная работа. Систематическая проработка конспектов занятий, учебной литературы (по вопросам составленных преподавателем). Подготовка к практическим работам с использованием методических рекомендаций преподавателя, оформление практических работ, отчетов. Тематика внеаудиторной самостоятельной работы: 1.Рациональное использование продуктов нефтепереработки. 2.Основные виды загрязнений при нефтедобычи. 3. История развития нефтепереработки. Итого 2 6 2 2 4 12 120 Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения: 1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств); 2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством) 3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач) 9 3.УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению Реализация учебной дисциплины «Основы химии нефти и газа» требует наличия химической лаборатории. Оборудование лаборатории: - посадочные места по количеству обучающихся; - рабочее место преподавателя; - измерительные приборы (весы, нагревательные приборы, спиртовки); химическая посуда (колбы, мензурки, стаканы, воронки, пробирки, хроматографическая колонна ); - химические реактивы (неорганические и органические кислоты, щелочи, углеводороды, кислород- , азот- и серосодержащии органические вещества, нефть и нефтепродукты, соли (сульфаты, хлориды) , бромная вода, раствор пермангоната калия, наборы металлов , индикаторы, адсорбент – Al2O3 или силикагель и т.д.); принадлежности (штативы, держатели для пробирок). Приборы и химическая посуда максимально безопасны, соответствуют требованиям СанПиНа и предназначена для учебных заведений; -плакаты строение органических соединений (алканы, алкены, алкины, бензол); -модели молекул органических веществ; -коллекции образцов нефтепродуктов. 3.2. Информационное обеспечение обучения Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы Основные источники: 1. Тупикин Е.И. Химия: учебное пособие для ссузов.- М.: Дрофа, 2010. 576с (электронные ресурсы). 2. Методические рекомендации по изучению дисциплины « Основы химии нефти и газа» (электронные ресурсы). Дополнительные источники: 1. Химия нефти и газа / под ред. В.А.Проскурякова Санкт-Петербург, Химия, 1995.-448 с. (электронные ресурсы). Журналы: 1. «Нефть. Газ. Промышленость.» http://www.oilgasindustry.ru/. 2. « Нефтехимия » http://www.petrosovet.ru/. Интернет-ресурсы: 1. http://www.ihtik.lib.ru/ 10 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. http://www.abc.chemistry.bsu.by/current/fulltext.htm http://www.anchem.ru/literature/ http://www.sciencedirect.com http://chemteq.ru/lib/book http://www.chem.msu.su/rus http://www.elsevier.com/ http://www.ntcp.ru 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, а также выполнения обучающимися внеаудиторных индивидуальных самостоятельных работ, рефератов. Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) Знания: принципы и методы добычи нефти и газа гипотезы происхождения нефти и газа основные физико-химические свойства нефти основные типы и принципы классификации нефти свойства нефти как дисперсной системы углеводороды нефти и нефтепродуктов (алканы, циклоалканы, алкены, диеновые углеводороды, ацетилен, арены и углеводороды смешанного строения) гетероатомные соединения и минеральные компоненты нефти этапы подготовки нефти к переработке Формы и методы контроля и оценки результатов обучения внеаудиторная самостоятельная работа, контрольная работа внеаудиторные самостоятельные работы внеаудиторные самостоятельные работы, тестирование, контрольная работа внеаудиторная самостоятельная работа, контрольная работа, устный опрос внеаудиторная самостоятельная работа, тестирование внеаудиторная самостоятельная работа, контрольная работа, тестирование внеаудиторная самостоятельная работа, контрольная работа, тестирование внеаудиторная самостоятельная работа, устный опрос, контрольная работа химические процессы переработки нефти внеаудиторная самостоятельная работа, устный опрос, контрольная работа методы очистки и стабилизации внеаудиторная самостоятельная работа, нефтепродуктов тестирование, контрольная работа основные мероприятия по охране окружающей внеаудиторная самостоятельная работа среды при нефтедобыче и нефтепереработке. Умения: определять фракционный состав нефти, практические занятия, внеаудиторная содержания воды, минеральных кислот и самостоятельная работа щелочей в нефти давать классификацию нефти практические занятия, внеаудиторная самостоятельная работа, контрольная 11 получать и проводить исследования химических свойств углеводородов нефти исследовать химические свойства органических соединений азота и серы, содержащихся в нефти исследовать свойства кислородсодержащих органических соединений нефти выполнять эксперименты по качественному определению углерода, водорода, хлора в органических соединений анализировать групповой состав бензиновой фракции нефти хроматографическим методом анализировать и разделять углеводороды нефти и нефтепродуктов; решать расчетные задачи работа практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы, устный опрос практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы, устный опрос практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы, устный опрос практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы, устный опрос практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы, устный опрос практические занятия, внеаудиторные самостоятельные работы, контрольная работа 12 13