CILJ KOLEGIJA: Upoznavanje s teorijskim postavkama pretvorbe ugljikovodika, odnosno reakcijskim mehanizmima i glavnim industrijskim procesima dobivanja primarnih organskih kemikalija, kao što su metan, sintezni plin (vodik, CO), sintetički benzin i dizelsko gorivo, amonijak, metanol, olefini (eten, propen, buteni, butadien) i njihovi osnovni derivati, aromatski ugljikovidici (benzen, toluen i ksileni, BTX) i njihovi osnovni derivati.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. TJEDAN
Petrokemijska industrija: povijesni razvoj i značaj - tehnološki, ekološki, gospodarski, društveni i geopolitički utjecaji. Sirovine za petrokemijsku proizvodnju, procesi i proizvodi. Stanje i trendovi u proizvodnji i primjeni zamjenskih sirovina.
2. TJEDAN
Prirodni plin - energent i petrokemijska sirovina: sastav, procesi obrade. LNG, LPG.
3. TJEDAN
Proizvodnja vodika procesima parnog reformiranja, parcijalne oksidacije i uplinjavanja ugljena. Razdvajanje sastavnica CO i H2. Primjena u proizvodnji amonijaka.
4. TJEDAN
Toplinska razgradnja ugljikovodika u procesima pirolize etana i primarnog benzina: reakcijski mehanizmi, kinetički i termodinamički pokazatelji. Reakcije hidrogenacije: etin, propin, benzen.
5. TJEDAN
Reakcije alkilacije i izomerizacije. Aromatski ugljikovodici. Proizvodnja etil-benzena. Proizvonja fenola. Izomerizacija C8 ugljikovodika.
6. TJEDAN
Dehidrogenacija. Proizvodnja stirena. Obujmom najvažniji polimerni materijali: polietilen, polipropilen, polistiren i poli(vinil-klorid).
7. TJEDAN
Karbonilacija i hidroformilacija. Proizvodnja octene kiseline. Dobivanje aldehida i alkohola.
8. TJEDAN
Reakcijski mehanizmi, kinetika i termodinamički pokazatelji oksidacije ugljikovodika.
9. TJEDAN
Katalitička oksidacija u homogenoj kapljevitoj fazi u procesima dobivanja alkohola, aldehida i ketona, vinilacetata i tereftalne kiseline.
10. TJEDAN
Heterogena katalitička oksidacija olefina i aromatskih ugljikovodika u procesima dobivanja etilen oksida, akrilne kiseline, anhidrida maleinske i ftalne kiseline.
11. TJEDAN
Reakcije oksidacije uz hidroperoksidne međustupnjeve. Dobivanje adipinske kiseline.
12. TJEDAN
Amonoksidacija propena. Proces proizvodnja akrilonitrila.
13. TJEDAN
Reakcijski mehanizmi i kinetika radikalskih reakcija polimerizacije.
14. TJEDAN
Reakcijski mehanizmi ionskih i koordinativnih reakcija polimerizacije.
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Usvajanje teorijskih i primjenskih znanja o glavnim proizvodima petrokemijske industrije; uključujući reakcijske puteve i tehnološke sheme njihova dobivanja.
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Studenti su obavezni nazočiti predavanjima.
Studenti su obavezni izraditi sve laboratorijske vježbe.
Studenti su obavezni pristupiti provjerama znanja i kolokvijima (vezanima uz laboratorijske vježbe).
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Redovita nazočnot predavanjima (više od 70 %). Završene laboratorijske vježbe, izrađeni i predani referati.
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja (ex cathedra).
Laboratorijske vježbe (praktični rad u grupama uz nadzor asistenta).
Konzultacije prema dogovoru sa studentima.
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Kontinuirana provjera znanja putem kolokvija, ili pismeni i usmeni ispit.
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.
METODIČKI PREDUVJETI:
Organska kemija, Fizikalna kemija, Kemijsko inženjerstvo.
ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. valorizirati načine pretvorbe fosilnih sirovina, nafte i prirodnog plina, u široku lepezu kemikalija i materijala
2. primijeniti znanje iz temeljnih (organska, fizikalna kemija) i drugih kolegija, (termodinamika, procesi prijenosa) na petrokemijske procese
3. prosuditi tehnološka rješenja prisutna u petrokemijskoj industriji
4. nacrtati jednostavne sheme glavnih petrokemijskih procesa
5. prosuditi primjenske potencijale novih tehnologija na temelju stečenih znanja o današnjim tehnologijama
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. primijeniti složenija kemijska načela koja se nastavljaju na osnovna znanja kemije stečena na preddiplomskom studiju
2. povezati osnovne činjenice, koncepte, kemijske principe i teorije vezane uz napredna područja kemije i kemijskih tehnologija
3. integrirati znanje potrebno za obradu složenih ideja
4. koristiti napredne laboratorijske postupke i instrumentaciju u okviru kemijske sinteze i analize
5. odgovorno organizirati laboratorijski rad
6. objasniti znanstvene ili tehničke zamisli, podatke i zaključke, uz korištenje prikladnih obrazloženja, u stručnom ili općem okruženju, pismeno ili usmeno
NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA:
Nastavna jedinica
1. Zemni i sintezni plin: dobivanje i obrada. Sinteza amonijaka.
Ishodi učenja:
- definirati zemni plin prema sastavu i fizikalno-kemijskim svojstvima
- analizirati postupke dobivanja sinteznog plina
- razlikovati tehnološke postupke pročišćavanja plinova i opisati fizikalno-kemijska međudjelovanja na kojima se temelje
- opisati reakcijski mehanizam i kinetiku procesa dobivanja amonijaka
- skicirati jednostavne sheme procesa
Kriteriji vrednovanja:
- navesti sastavnice zemnog plina i njihov sadržaj
- navesti postupke dobivanja sinteznog plina s obzirom na sirovinu i procesne uvjete
- navesti načine čišćenja plinova; procesne uvjete, te identificirati principe procesa i napisati kemijske reakcije
- objasniti utjecaj procesnih parametara na učinkovitost procesa dobivanje amonijaka
- prikazati jednostavne tehnološke sheme pojedinih procesa.
2. Proces krekiranje ugljikovodika radi dobivanja olefina i aromata. Petrokemijski procesi: (de)hidrogenacija, alkilacija, pregradnja.
Ishodi učenja:
- analizirati proces parnog krekiranja i njegovu važnost za petrokemijsku industriju
- dati primjere procesa hidrogenacije, alkilacije i dehidrogenacije
- opisati reakcijske mehanizme procesa dobivanja fenola, te na primjerima benzena i ksilena argumentirati postupke disproporcionacije i izomerizacije
Kriteriji vrednovanja:
- objasniti proces parnog krekiranja i razlikovati najznačajnije proizvode
- objasniti proces hidrogenacije na primjeru cikloheksana, alkilacije i dehidrogenacije na primjerima dobivanja stirena i butadiena
- navesti reakcijske stupnjeve kumenskog postupka dobivanja fenola; napisati kemijske reakcije i razloge provedbe disproporcionacije i izomerizacije (benzen, ksileni)
3. Petrokemijski oksidacijski procesi, karbonilacija, oksosinteza, amonoksidacija.
Ishodi učenja:
- opisati proces dobivanja octene kiseline iz metanola procesom karbonilacije
- analizirati proces oksosinteze obzirom na reakcijske mehanizme, procesne uvjete i proizvode koji nastaju
- opisati proces amonoksidacije obzirom na mehanizam, procesne čimbenike, svojstva reakatanta
Kriteriji vrednovanja:
objasniti proces karbonilacije metanola u octenu kiselinu
- identificirati uvjete procesa i napisati kemijske reakcije oksosinteze, te iskazati važnost procesa s obzirom na spektar proizvoda
- napisati kemijske reakcije i navesti uvjete procesa amonoksidacije, te usporediti provedivost procesa ovisno o reaktantu (propen, buten)
4. Polimerizacija i proizvodi olefina i vinilnih monomera.
Ishodi učenja:
- definirati reakcijski mehanizam radikalskih reakcija polimerizacije
- dati primjere radikalske polimerizacije nekih od najvažnijih olefina i vinilnih monomera
- navesti reakcijske mehanizme i primjere polimerizacija: stupnjevite (poli(etilen-tereftalat), polianilin, poliuretan), kationske (poliizobuten), anionske (polistiren, polibutadien, poliizobuten), koordinativnim mehanizmom (polipropilen, polibutadien, izobuten)
Kriteriji vrednovanja:
- navesti značajke i stupnjeve radikalskih polimerizacija
- prikazati radikalske polimerizacije na primjerima nastajanje visokotonažnih polimera (polietilen, polistiren, poli(vinil-klorid))
- prikazati primjerima stupnjevitu, anionsku, kationsku i koordinativnu vrstu polimerizacije, te usporediti njihovu provedivost i važnost obzirom na dobivene polimerne materijale
|
- , Vidović, Elvira: Petrokemija, predavanja za studente FKIT-a (www.fkit.hr).
Z. Janović: Naftni i petrokemijski procesi i proizvodi, Hrvatsko društvo za goriva i maziva, Zagreb, 2011., , , .
- , A. Chauvel i G. Lefebvre: Petrochemical processes - technical and economic characteristics: Vol. I. Synthesis gas derivatives and major hydrocarbons; Vol. II. Major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives. Technip, Paris, 2001.
G. M. Wells: Handbook of petrochemicals and processes, Ashgate Publishing Limited, Hampshire, 1999., , , .
|
Pristupačnost
