Document 491978

2
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 Цель преподавания дисциплины
Цель дисциплины «Химия и химическая технология диеновых соединений»
состоит в изучении магистрантами теоретических аспектов и технологических основ
синтеза диеновых соединений. Освоение химии и технологии процессов дегидрирования,
что является основной для синтеза диеновых соединений, имеет большое практическое
знание при получении таких мономеров, как формальдегид, стирол, бутадиен и изопрен.
Диеновые соединения являются незаменимым исходным сырьем для синтеза ценных
синтетических каучуков общего и специального назначения.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Задачи дисциплины состоят в изучении характеристик диеновых соединений,
основных направлений применения каучуков на их основе, различных промышленных
способов их получения, теоретических аспектов реакции дегидрировании, изомеризации,
разделения органических веществ, принципиальной технологической схемы получения
отдельных соединений.
1.3 Пререквизиты и постреквизиты курса
Пререквизиты: Базой для изучения настоящей дисциплины является комплекс
общих образовательных и базовых дисциплин, изученных обучающимися на
предшествующих курсах бакалавриата в соответствии с учебным планом.
Постреквизиты: данная дисциплина является основной для расширения знаний по
химической технологии органических веществ и для выполнения магистерской
диссертации.
2 СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ МАГИСТРАНТОВ
При кредитной системе обучения в КазНТУ им. К.И. Сатпаева применяется
рейтинговый контроль знаний магистрантов. Рейтинг дисциплины оценивается по 100
бальной шкале.
Устанавливаются следующие виды контроля знаний магистрантов (Таблица 1):
- текущий контроль (задачи, текущие контрольные тесты);
- рубежный контроль (тесты или контрольная работа);
- итоговый контроль (экзамен).
Таблица 1
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
№
1
Вид итогового
контроля
Экзамен
Виды контроля
Баллы
Итоговый контроль
Рубежный контроль
Текущий контроль
100
100
100
Сроки сдачи заданий текущего контроля (обязательное оформление реферата,
текущие тесты (Т), а также рубежных контролей (РК)), определяются календарным
графиком учебного процесса дисциплины (Таблица 2).
3
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля по дисциплине
«Химия и химическая технология диеновых соединений»
Недели
Виды контроля
Недельное колво контроля
1
2
СР П
1
1
3
4
СР П
1
1
5
6
СР Р
1
1
7
РК
1
8
9
СР Р
1
1
10
П
1
11 12
СР П
1
1
13
К
1
14
П
1
Виды контроля: СР - самостоятельная работа, Р - реферат;
РК - рубежный контроль; К - контрольная работа.
Магистрант допускается к сдаче итогового контроля (экзамена) при выполнении
и своевременной отчетности по всем видам контроля и при наличии суммарного
рейтингового балла 30. Итоговый контроль (экзамен) считается сданным в случае
набора магистрантом 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по
шкале таблицы 3.
Таблица 3
Оценка знаний магистрантов
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F-
Рейтинговый балл
в процентах
в баллах
95 –100
4,00
90 - 94
3,67
85 –89
3,33
80 –84
3,00
75 – 79
2,67
70 – 74
2,33
65 – 69
2,00
60 – 64
1,67
55 – 59
1,33
50 – 54
1,00
0 – 49
0
3 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Тематический план курса составлен в виде таблицы 4, где указаны
наименование темы и количество академических часов по всем видам занятий,
предусмотренных для каждой темы. По выбранным видам занятий составлен график их
проведения (Таблица 4).
4
15
РК
1
Таблица 4
Распределение часов по видам занятий (3 кредита)
№
Наименование темы
1
Введение. Диеновые соединения и их
роль при производстве каучуков и резин.
Физико-химические
основы
дегидрирования.
Бутадиен
1,3.
основные
способы
получения.
Разделение фракции С4 хемосорбцией и
экстрактивной дистилляцией.
Синтез
диеновых
соединений
собственным
дегидрированием
олефинов. Технологическая схема.
Окислительное
дегидрирование
олефинов.
Дегидрирование парафинов в олефины.
Одностадийное
дегидрирование
парафинов в диены.
Изопрен. Основные способы получения
изопрена
из
изобутилена
и
формальдегида.
Технология
синтеза
изопрена
из
изобутилена и формальдегида.
Хлоропрен. Способы синтеза.
Промышленные
способы
синтеза
хлоропрена.
Полимеризация диенов.
Ионная полимеризация диенов.
Эластомеры на основе диенов.
Всего часов
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Количество академических часов
Лекции
Практ.
СРМП
СРМ
занятия
2
1
3
9
2
1
3
9
2
1
3
9
2
1
3
9
2
1
3
9
2
1
3
9
2
2
1
1
3
3
9
9
2
1
3
9
2
1
3
9
2
2
1
1
3
3
9
9
2
2
2
30
1
1
1
15
3
3
3
45
9
9
9
135
Таблица 5
3.2 Название лекций и их краткое содержание
№
1
2
3
4
Цель лекции, основные разделы и краткое содержание
Введение. Диеновые соединения и их роль при производстве
каучуков и резин. Применение диенов и полимеров на их основе.
Физико-химические основы и термодинамические факторы реакции
дегидрирования. Термодинамика реакций дегидрирования. Катализ,
механизм и кинетика селективность реакций.
Бутадиен 1,3. основные способы получения. Введение бутадиена из
С4 фракции продуктов пиролиза. Фракционный состав С4.
Разделения фракции С4 хемосорбцией и экстрактивной
дистилляцией. Химизм процессов. Технологическая схема
5
Часы
2
2
2
2
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
хемосорбций и экстракции дегидрирование н-бутилена.
Синтез диеновых соединений собственным дегидрированием
олефинов.
Химизм
процессов.
Технологическая
схема.
Преимущества и недостатки.
Окислительное дегидрирование олефинов. Катализаторы и условия
процесса. Технологическая схема окислительного дегидрирования нбутилена в бутадиен.
Дегидрирование парафинов в олефины. Химизм и условия процесса.
Технологическая схема дегидрирования бутана в н-бутилены.
Одностадийное
дегидрирование
парафинов
в
диены.
Технологическая схема дегидрировании бутана в бутадиен.
Изопрен. Основные способы получения. Синтез изопрена из
изобутилена и формальдегида по реакции Прайса.
Технология синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида.
Технологическая схема процесса.
Хлоропрен. Препаративные способы синтеза. Производство
хлоропрена из углеводородов С4 продуктов пиролиза.
Промышленные способы синтеза хлоропрена. Технологическая
схема получения хлоропрена из ацетилена.
Полимеризации
диенов.
Особенности
процессов
ценной
полимеризации. Радикальная гомо- и сополимеризация диенов.
Ионная полимеризация диенов.
Катионная, анионная и
координационно-ионная
полимеризация,
отличительные
особенности. Структура полученных полимеров.
Эластомеры на основе диенов. Каучуки общего и специального
назначения. Резины и их применение.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4 ТЕМА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ, СОДЕРЖАНИЕ И КОЛИЧЕСТВО ЧАСОВ
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Неделя и
дата
Темы практических занятий
Таблица 6
Часы
Исходное сырье для основного органического и
нефтехимического синтеза.
Теоретические основы процессов крекинга и пиролиза.
Разделение газов термических процессов переработки нефти
и нефтепродуктов.
Основы процессов дегидрирования. Закономерности
дегидрирования при синтезе диеновых соединений.
Применение процессов дегидрирования в производстве
основных мономеров для синтетического каучука.
Закономерности
дегидрирования
и
окислительного
дегидрирования олефинов.
Технологический подход к окислительному дегидрированию
н- бутилена в бутадиен.
Теоретические основы выбор условии и аппаратурное
оформление бутана в бутадиен.
Конденсация альдегидов с олефинами (реакция Прайса)
Синтеза изопрена конденсацией
формальдегида с
изобутиленом.
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
10
11
12
13
14
15
Синтетические методы получения хлоропрена. Синтез из
углеводородов С4.
Диеновые мономеры для получения этилен-пропилендиеновых каучуков.
Радикальная
гомо-и
сополимеризация
диенов.
Микроструктура полимеров.
Ионная и ионно-координационная полимеризация диенов.
Отличительные особенности микроструктуры полученных
полимеров.
Натуральный и синтетический каучук. Виды синтетических
каучуков.
Вулканизация каучуков. Виды резины и их применение.
1
1
1
1
1
1
5 СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ МАГИСТРАНТОВ
ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ (СРМП)
1. Основные химические процессы, применяемые для синтеза диеновых соединений
2. Термодинамические факторы и реакции дегидрирования при синтезе диеновых
соединений.
3. Основные физические методы разделения диеновых соединений.
4. Отличительные особенности процессов собственного и окислительного
дегидрирования олефинов.
5. Преимущества и недостатки однастадиного и двухстадиного дегидрирования
парафинов.
6. Процессы хлорирования и дегидро-хлориривания, как основа синтеза хлоропрена.
7. Методы полимеризации диеновых соединений. Структурные особенности
полученных продуктов и влияние их на свойства каучуков.
6 СОДЕРЖАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ МАГИСТРАНТОВ (СРМ)
1. Роль диеновых соединений в производстве синтетических каучуков и резины.
2. Основы процесса дегидрирования. Отличительные особенности дегидрирования
олефинов и парафинов.
3. Способы выделения диеновых соединений из сопутствующих газов.
4. Способы синтеза хлоропрена. Достоинства и недостатки каждого из них.
5. Написать реакции полимеризации бутадиена в присутствии радикальных
инициаторов и катализаторов анионного типа.
6. Применение катализаторов Циглера-Натта при синтезе изопреновых каучуков.
7. Получение и применение синтетических каучуков и резин на их основе.
7
Таблица 7
График проведения занятий
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Дата
Время
Наименование тем
Лекции
Введение. Диеновые соединения и их роль при производстве
каучуков и резин.
Физико-химические основы дегидрирования.
Бутадиен 1,3. основные способы получения.
Разделение фракции С4 хемосорбцией и экстрактивной
дистилляцией.
Синтез диеновых соединений собственным дегидрированием
олефинов. Технологическая схема.
Окислительное дегидрирование олефинов.
Дегидрирование парафинов в олефины.
Одностадийное дегидрирование парафинов в диены.
Изопрен. Основные способы получения изопрена из изобутилена и
формальдегида.
Технология синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида.
Хлоропрен. Способы синтеза.
Промышленные способы синтеза хлоропрена.
Полимеризация диенов.
Ионная полимеризация диенов.
Эластомеры на основе диенов.
Практические занятия
Исходное сырье для основного органического и нефтехимического
синтеза.
Теоретические основы процессов крекинга и пиролиза.
Разделение газов термических процессов переработки нефти и
нефтепродуктов.
Основы
процессов
дегидрирования.
Закономерности
дегидрирования при синтезе диеновых соединений.
Применение процессов дегидрирования в производстве основных
мономеров для синтетического каучука.
Закономерности дегидрирования и окислительного дегидрирования
олефинов.
Технологический подход к окислительному дегидрированию нбутилена в бутадиен.
Теоретические основы выбор условии и аппаратурное оформление
бутана в бутадиен.
Конденсация альдегидов с олефинами (реакция Прайса) Синтеза
изопрена конденсацией формальдегида с изобутиленом.
Синтетические методы получения хлоропрена. Синтез из
углеводородов С4.
Диеновые мономеры для получения этилен-пропилен-диеновых
каучуков.
Радикальная гомо-и сополимеризация диенов. Микроструктура
полимеров.
Ионная и ионно-координационная полимеризация диенов.
Отличительные
особенности
микроструктуры
полученных
8
полимеров.
Натуральный и синтетический каучук. Виды синтетических
каучуков.
Вулканизация каучуков. Виды резины и их применение.
14
15
7 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Химия и химическая технология диеновых соединений »
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Основная литература
Н.А. Платэ, Е.В. Сливинский. Основы химии и технологии мономеров.
Учеб.пособие – М: Наука, 2002, 696с.
Н.Н. Лебедев. Химия и технология основного органического и нефтехимического
синтеза. – М: Наука, 1981, 608 с.
И.Р. Черный. Производство мономеров и сырья для нефтехимического синтеза. –
М: Химия, 1973, 264 с.
В.В. Некрасов. Руководство к малому практикуму по органической химии. М:
Химия, 1975, 328 с.
А.П. Григорьев и О.Я. Федотова. Лабораторный практикум по технологии
пластических масс. Часть І. Полимеризационные пластические массы. М: Высшая
школа 1977, 248 с.
А.П. Григорьев и О.Я. Федотова. Лабораторный практикум по технологии
пластических
масс.
ЧастьІІ.
Поликонденсационные
и
химически
модифицированные пластические массы. М: Высшая школа 1977, 248 с.
Н.И.Чугунова. Мономеры пластических масс. Методические указание к
выполнению лабораторных работ Алматы: КазНТУ, 2004, 15 с.
Свойства органических соединений. Справочник / Под ред. А.А. Потехина. Л:
Химия 1984, 520 с.
Энциклопедия полимеров. Т 1-3. М: Советская энциклопедия 1977.
9
СОДЕРЖАНИЕ
1.
1.1
1.2
1.3
2
3
3.1
3.2
4
5
6
7
Цель и задачи дисциплины……………………………………………………
Цель преподавание дисциплины……………………………………………..
Задачи дисциплины……………………………………………………………
Пререквизиты и постреквизиты курса……………………………………….
Система оценки знаний студентов…………………………………………...
Содержание дисциплины……………………………………………………..
Тематический план курса……………………………………………………..
Название лекций и их краткое содержание………………………………….
Тема практических занятий, содержание и количество часов……………..
Содержание самостоятельной работы студентов под руководством
преподавателя (СРМП)……………………………………………………….
Содержание самостоятельной работы студентов (СРМ)…………………...
Учебно-методические материалы по дисциплине «Химия и химическая
технология диеновых соединений»…………………………………………..
10
3
3
3
3
3
4
4
5
6
7
7
9