Дисципліна – Основи сучасної нафтохімії
Викладач – д.т.н., професор Курта С.А.
Дисципліна викладається для студентів-бакалаврів спеціальності 102 – Хімія.
Форма контролю – екзамен.
Навантаження – 20 год. лекційних, – год. практичних, 40 год. лабораторних, 120 год. самостійна робота.
Мета: ознайомлення з теоретичними та прикладними питаннями сучасної нафтохімії, фундаментальними основами сучасних хімічних процесів нафто та газо переробки з урахуванням взаємозв’язку сучасної хімічної науки, технології та екології, основними напрямками розвитку нафтохімічних виробництв і нафтохімічних процесів, основними напрямками застосування продуктів нафтохімічного синтезу та інноваційними підходами до раціонального використання вуглеводнів.
Модуль 1. Джерела, способи та процеси отримання нафтопродуктів
Розділ 1. Сучасний стан нафтогазового комплексів світу та України Світові ресурси і родовища нафти. Ресурси та родовища природного газу та угілля. Паливні ресурси та родовища України. Динаміка видобутку нафти, газу та вугілля в світі та Україні. Сучасні тенденції розвитку нафтогазового та вугільного комплексів України.
Розділ 2. Характеристика нафти і її фракцій як сировини для виробництва мoторниx палив Фракційний і вуглеводневий склад нафти та її дистилятів. Загальні поняття про нафту. Фізичні властивості нафт. Класифікація нафт за хімічним складом. Елементний склад нафти. Фракційний склад нафти. Вуглеводневий склад нафти: алкани, циклоалкани, арени.Гетерогенні та смолисто-асфальтенові сполуки. Сірковмісні сполуки: меркаптани, тіоефіри. Азотовмісні сполуки. Оксигенвмісні сполуки. Смолисто-асфальтенові сполуки в нафтах та нафтових залишках: карбони та карбоїди. Металоорганічні сполуки.
Класифікація нафт, процесів їх переробки та товарних нафтопродуктів. Класифікація нафт: хімічна, технологічна та технічна. Класифікація процесів переробки нафти. Фізичні процеси.. Хімічні процеси:термолітичні та каталітичні. Класифікація товарних нафтопродуктів: моторні палива, оливи та нафтохімічна сировина – арени, сировина для піролізу, парафіни та церезини. Класифікація нафтопродуктів спецпризначення.Методи аналізу нафти та нафтопродуктів
Розділ 3. Основи хімії та технології моторних палив
Класифікація моторних палив. Поняття хіммотології. Вимоги до якості та марки бензинів. Експлуатаційні властивості: детонаційна стійкість, хімічна стабільність, корозійна активність. Вимоги до якості та марки дизельних палив: випарюваність, в’язкізть, низькотемпературні властивості, екологічні властивості.Альтернативні моторні палива. Оксигенвмісні сполуки:спирти, ефіри. Рослинні олії. Біодизель. Водень як перспективнее паливо.
Розділ 4. Теоретичні основи хімії та технології первинної переробки нафти
Підготовка нафти до переробки. Знесоленнянафт на НПЗ. Нафтові емульсії. Руйнуваннянафтових емульсій за допомогою ПАР. Вимогидо нафтових деемульгаторів.Теоретичні основи процесів перегонки нафти.Загальні відомості про перегонку та ректифікацію нафти. Ректифікаційні колонки. Чіткість погонорозділу. Коефіцієнт відносної леткості. Особливості нафти як сировинидля процесів перегонки. Вибір тиску та температурного режиму. Особливості перегонки з водяною парою. Основне обладнання ректифікаційних колон. Протитічні тарілки, прямотічні тарілки. Насадні колони. Технологія атмосферної перегонки нафти. Типи устаноновок для атмосферної перегонки. Поняття матеріального балансу. Технологія вакуумної перегонки мазуту. Особливості фракціонування газових конденсатів.
Розділ 5. Термолітичні процеси переробки нафтової сировини .Теоретичні основи термолітичних процесів. Типи та призначення термолітичних процесів: кокосування, піроліз, отримання технічного вуглецю, нафтових пеків та бітумів. Основи хімічної термодинаміки термолітичних реакцій вуглеводнів.
Вплив якості сировини і технологічних параметрів на процесс термолізу нафтових залишків. Якість сировини , Коефіцієнт рециркуляції. Температурний крекінг дистилятів. Вісбкрекінг важкої сировини та установки для вісбкрекінга. Коксування. Основні характеристики нафтових коксів
Модуль 2. Каталітичні процеси в нафтохімії
Розділ 6. Теоретичні основи нафтохімічніих каталітичних процесів та їх різновиди
Загальні відомості про каталіз. Класифікація каталіза та каталітичнихпроцесів. Каталіз: гомолітичний та гетеролітичний. Класифікація каталітичних реакцій. Вимоги до каталізаторів: активніст, стабільність. Адсорбційний, йонний та електронний каталіз. Біфункціональний каталіз деструкції нафтових вуглеводнів.
Розділ 7. Гетеролітичні процеси переробки нафтової сировини та вугілля
Теоретичні основи каталітичного крекінга. Призначення, сировина, каталізатори,цеоліти. Промислові каталізатори. Механізм та хімізм каталітичного крекінга. Управління каталітичним крекінгом. Типи реакторів. Регенератори ккаталізаторів. Технологія каталітичного крекінга. Підготовка сировини. Устанвки каталітичного крекінга: з прямоточним реактором, з двоступеневим регенеруванням каталізаторів. Теоретичні та технологічні основи процесів алкілування ізобутану алкенами. Каталізатори, сировина. Характеристики сірчаної кислоти. Установки сірчанокислотного алкілування.
Теоретичні та технологічні основи каталітичної етерифікації метанолу ізобутиленом. Синтез високооктанових оксигенвмісних компонентів. МТБЕ. Хімія процессу. Каталітичні процеси переробки вугілля. Гдрогенізація вугілля. Газифікація: метод Фішена – Тропша, одержання метанолу.
Розділ 8. Гомолітичні процеси переробки нафтової сировини
Парова каталітична конверсія. Теоретичні основипарової каталітичної конверсії вуглеводнів. Вплив температури та природи каталізатора. Типи каталітичних реакцій парової конверсії.
Розділ 9. Гідрокаталітичні процеси переробки нафтової сировини
Класифікація гідрокаталітичних процесів нафтопереробки. Хімізм процесу. Біметалічні каталізатори . Поліметалічні кластерні каталізатори. Каталітичний реформінг. Установки з безперервноюрегенерацією каталізатора.Цеоформінг.
Каталітична ізомеризація пентан-гексанової фракції бензинів. Хімізм процесу Основні параметри процессу. Типи установок. Теоретичні основи гідрокаталітичних процесів облагородження нафтової сировини та дистилятних фракцій. Сучасні технології гідрокрекінгу паливних фракцій. Гідрогенізація гасових фракцій. Гідрокрекінг вакуумного газойлю.
Розділ 10. Сучасний стан та актуальні проблеми нафтохімічної галузі.
Характеристика та класифікація НПЗ. Основні принципи поглибленої переробки нафти та схеми НПЗ паливного варіанту. Счасні проблеми виробництва високоякісних моторних палив. Сучасний стан і проблеми розвитку нафтохімічної промисловості світу та України.
Рекомендована література
- Курта С.А. Основи сучасної нафтохімії.Навчальний посібник.//Ів-Франк.2019 р. 193ст.вид.ДВНЗ ПНУ .
- Лебедев В.П. Технология органичнического і нефтехимического синтеза. Москва. 1976 р. 560 стр.
- Піх З.Г. Теорія хімічних процесів органічного синтезу : Підручник. – Львів: Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2002. – 396 с.
- Піх З.Г. Теорія хімічних процесів органічного синтезу : Електронний навчальний посібник ВНС ЛП (http://vns.lp.edu.ua/moodl/course/view.php?id=9379). – Зареєстровано НМУ НУ «ЛП» (№ Е41-216-3/2011 від 17.03.2011 р.).
- Піх З.Г., Реутський В.В., Івасів В.В., Іващук О.С. Хімія і технологія органічних речовин : Електронний навчальний посібник ВНС ЛП (http://vns.lp.edu.ua/moodl/course/view.php?id=9369). – Зареєстровано НМУ НУ «ЛП» (№ Е41-216-2/2011 від 10.03.2011 р.).
- Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимическогосинтеза. – М.: Химия, 1988. – 592 с.
- Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципытехнологии основного органического и нефтехимическогосинтеза. – М.: Химия, 1992. – 432 с.
- Мельник С.Р., Мельник Ю.Р., Піх З.Г. Проектування та розрахунок технологічних процесів органічного синтезу : Навчальний посібник. – Львів: В-во НУ «Львівська політехніка», 2005. – 448 с.
- Солтис М.М., Закордонський В.П. Теоретичні основи процесів хімічної технології. – Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2003. – 430 с.
- Мельник С.Р., Мельник Ю.Р., Піх З.Г. Проектування та розрахунок технологічних процесів органічного синтезу. Навчальний посібник. – Львів: В-во НУ «Львівська політехніка», 2005. – 448 с.
- Рейхсфельд В.О., Шеин. В.С., Ермаков В.И. Реакционнаяаппаратура и машинызаводов основного органическогосинтеза и синтетическогокаучука. – Л.: Химия, 1985. – 264 с.
- Гутник С.П., Кадоркина Г.Л., Сосонко В.Е. Примеры и задачи по технологи органического синтеза. – М.: Химия, 1984. – 192 с.