Sylabus modułu: Technologia chemiczna - surowce i procesy (0310-TCH-S1-020)

Transkrypt

1 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Kierunek i poziom studiów: Technologia chemiczna, poziom pierwszy Sylabus modułu: Technologia chemiczna - surowce i procesy (0310-TCH-S1-020) Nazwa wariantu modułu (opcjonalnie): 1. Informacje ogólne koordynator modułu Prof. UŚ dr hab. Wojciech Pisarski rok akademicki 2014/2015 semestr IV (letni) forma studiów stacjonarne sposób ustalania oceny średnia arytmetyczna z poszczególnych sposobów efektów kształcenia końcowej modułu 2. Opis dydaktycznych i pracy Nazwa: Wykład prowadzący treści metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej Kod: 0310-TCH-S1-020 _fs_1 prof. UŚ dr hab. Wojciech Pisarski, prof. UŚ dr hab. inż. Ewa-Schab-Balcerzak, dr hab. inż. Joanna Pisarska 1. Surowce (3h): Surowce pierwotne. Surowce wtórne: naturalne źródła do produkcji surowców wtórnych, przemysłowe metody produkcji surowców wtórnych, syntezy oparte na surowcach wtórnych, przemysłowe zastosowanie surowców wtórnych. Gaz syntezowy. Wodór. Alkeny (etylen, propylen, buten i butadien). Acetylen. Węglowodory aromatyczne (benzen, toluen, ksylen). Inne surowce wtórne: tlen, azot, chlor. Surowce kopalne: ropa naftowa i gaz ziemny. Składniki gazu ziemnego. Kryteria podziału gazy ziemnego. Zasoby gazu ziemnego. Metody wydobywania gazu ziemnego. Transport, gazociągi, magazynowanie i dystrybucja. 2. Procesy chemiczne (3h): Podział procesów chemicznych. Procesy homogeniczne i heterogeniczne. Przebieg reakcji w warunkach homogenicznych i heterogenicznych. Podstawy kinetyki w technologii chemicznej. Kinetyka reakcji chemicznej. Reakcja chemiczna i dyfuzja. Typy procesów i operacji w technologii chemicznej: absorpcja, adsorpcja i desorpcja, odparowanie, sublimacja. Krystalizacja, kondensacja, prażenie, rozpuszczanie, destylacja, topienie, rektyfikacja, piroliza, ekstrakcja. 3. Reaktory chemiczne (3h): Reaktory okresowe (periodyczne). Reaktory przepływowe (ciągłe). Wymiana ciepła. Wymiana masy. Mieszanie, rozdrabnianie, filtracja, suszenie. Modele reaktorów chemicznych. Reaktory kaskadowe. 4. Kataliza i procesy katalityczne (3h): Katalizatory. Kataliza homogeniczna i heterogeniczna. Reaktory do procesów katalitycznych. 5. Schematy technologiczne (3h): Zasady technologiczne. Zasada wykorzystania surowców. Zasada wykorzystania energii. Zasada wykorzystania aparatury. Utylizacja odpadów. Ocena jakości surowców i produktów. Metody i techniki eksperymentalne analizy produktów. Aspekty ekonomiczne i normy prawne. 6. Wybrane zagadnienia technologii związków organicznych i polimerów (5x3h = 15h). 7. Wybrane zagadnienia technologii materiałów nieorganicznych (5x3h = 15h). Jak w opisie modułu Praca ze wskazaną literaturą obejmująca samodzielne przyswojenie wiedzy odnośnie zagadnień wskazanych na wykładzie. Przygotowanie do egzaminu.

2 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 2 organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony www Wykład raz w tygodniu (3h). 1. K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny. Wydawnictwo naukowe PWN, Warszawa E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, tomy 1-2, WNT, Warszawa, K. Schmidt-Szałowski, J. Sentek, Podstawy technologii chemicznej. Organizacja procesów produkcyjnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, E. Kociołek-Balawejder, Technologia chemiczna nieorganiczna wybrane zagadnienia. Wydawnictwo Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu J. Pielichowski, A. Puszyński, Technologia tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa, K. Schmidt-Szałowski, J. Sentek, J. Raabe, E. Bobryk, Podstawy technologii chemicznej. Procesy w przemyśle nieorganicznym, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005 Laboratorium prowadzący treści metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej 0310-TCH-S1-020 _fs_2 Ćwiczenia laboratoryjne obejmują zagadnienia związane z istotnymi problemami technologii chemicznej. Treści : 1.Zapoznanie się z obowiązującą symboliką podstawowej aparatury chemicznej i ogólnym sposobem jej działania (4,5 h). 2. Wykonywanie analizy składu zadanej mieszaniny gazów (4,5 h). 3. Wykonywanie analizy wody. Oznaczanie parametrów charakterystyki wody: twardości, utlenialności, tlenu, amoniaku, siarczanów, chlorków (9 h). 4. Wykonanie syntezy wybranego polimeru zadaną metodą polimeryzacji np. rozpuszczalnikowo - strąceniową (4,5 h). 5. Recykling polimerów np. PET oraz zapoznanie się z metodami identyfikacji polimerów (4,5 h). 6. Wyznaczanie wybranych właściwości mechanicznych polimerów dla wykonanych kształtek (4,5 h). 7. Wyznaczanie masy cząsteczkowej polimerów metodą wiskozymetryczną ( 4,5 h). 8. Wyznaczanie stałej równowagi dla reakcji odwracalnej (4,5 h). 9. Otrzymywanie nawozów sztucznych na przykładzie superfosfatu. Oznaczanie zawartości P 2 O 5 rozpuszczalnego w wodzie metodą molibdenianową (4,5 h). Jak w opisie modułu 45 30

3 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 3 opis pracy własnej organizacja Ćwiczenia obejmują 45 h: 10 x 4,5 h. obowiązkowa Praca ze wskazaną literaturą obejmującą samodzielne przyswojenie wiedzy odnośnie zagadnień wymaganych do kolokwiów 1. Kuczyński W., Podręcznik do ćwiczeń z technologii chemicznej, PWN Warszawa (1974) 2. Kuczyński W., Ćwiczenia z technologii chemicznej, PWN Warszawa (1974) 3. Tokarzewski L., Zarys chemii i technologii węglowodorów i ich pochodnych, WSP Katowice (1968) 4. Tokarzewski l., Wybrane dzialy technologii chemicznej nieorganicznej, UŚ Katowice (1974) 5. Praca pod red. Machockiego A., Technologia chemiczna ćwiczenia laboratoryjne, Wydawnictwo UMCS Lublin (2002) 6. Tokarzewski L. Chemia i technologia związków wielkocząsteczkowych oraz półproduktów do ich syntezy t. 1 i 2, Wydawnictwo UŚ (1984) 7. Kalińska D., Płochocka K., Zmiękczacze tworzyw sztucznych, PWNT Warszawa (1965) 8. Łada Z. Różycki C.,. Analiza techniczna i instrumentalna, PWSZ, Warszawa (1971) 9. Praca zbiorowa pod red. Z. Florjanczyka i ST. Penczka, Chemia polimerów t. I, II, III, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa!997 uzupełniająca adres strony www 1. J. Kępiński Technologia chemiczna nieorganiczna, PWN Warszawa (1984) 2. Praca zbiorowa pod red. W.W. Korszaka, Technologia tworzyw sztucznych, WNT, tłum. z rosyjskiego, Warszawa (1981) 3. Jan F. Rabek, Współczesna wiedza o polimerach, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Tokarzewski L., Borek J., Pietranek W., Procesy jednostkowe w technologii chemicznej, Wydawnictwo UŚ Katowice (1994) Konsultacje prowadzący treści metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej 0310-TCH-S1-020 _fs_3 prof. UŚ dr hab. Wojciech Pisarski, prof. UŚ dr hab. inż. Ewa-Schab-Balcerzak, dr hab. inż. Joanna Pisarska oraz pracownicy i doktoranci prowadzący zajęcia laboratoryjne Pomoc w rozwiązywaniu bieżących trudności wynikających z realizacji treści programowych modułu Technologia chemiczna - surowce i procesy Jak w opisie modułu 7,5 0

4 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 4 organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony www Konsultacje indywidualne zgodnie z ogólnodostępnymi planami Taka jaką podano dla poszczególnych form Jak wyżej 3. Opis sposobów efektów kształcenia modułu Egzamin (-y) 0310-TCH-S1-020 _w_ TCH-S1-020 _fs_1 prof. UŚ dr hab. Wojciech Pisarski, prof. UŚ dr hab. inż. Ewa-Schab-Balcerzak, dr hab. inż. Joanna Pisarska Wiedza w oparciu o wykłady omawiające zagadnienia dotyczące technologii chemicznej oraz wskazaną literaturę. Skala ocen: 51-60% prawidłowych odpowiedzi 3, % prawidłowych odpowiedzi 3, % prawidłowych odpowiedzi 4, % prawidłowych odpowiedzi 4, % prawidłowych odpowiedzi 5,0 Egzamin pisemny. Forma: pytania otwarte. Czas trwania 90 minut. Kolokwium pisemne 0310-TCH-S1-020_w_2 (-y) 0310-TCH-S1-020_fs_2 przeprowadzająca weryfikację Wiedza z zakresu zagadnień obejmujących jedno ćwiczenie dotyczące symboli aparatury chemicznej Na kolokwium obowiązuje 30 symboli. Skala ocen: Bez błędu 5 1 błąd 4,5 2 błędy 4,0 3 błędy 3,5 4 błędy 3,0 5 błędów nie zaliczone

5 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 5 Jedno kolokwium w semestrze. Czas trwania 30 minut Odpowiedź ustna (-y) 0310-TCH-S1-020 _w_ TCH-S1-020_fs_2 Wiedza zawarta w podanych zagadnieniach do przyswojenia 1. Paliwa stałe, ciekłe i gazowe geneza i właściwości, odgazowanie i zagazowanie paliw stałych, gaz koksowniczy, powietrzny i generatorowy, generatory, odpylanie gazów przemysłowych, suche metody odsiarczania gazów. Gaz ziemny, wartość opałowa i ciepło spalania, wzory empiryczne (Frosta, Dulonga), wykres Ostwalda, bomba kalorymetryczna, oznaczanie wartości opałowej paliw stałych, ciekłych i gazowych, bilans cieplny aparatu Junkersa, benzyny i liczba oktanowa, oleje pędne i liczba cetanowa, przeliczanie liczby oktanowej na cetanową i odwrotnie. Absorpcyjne metody oznaczania gazów: CO, O 2, CO 2, aparat Orsata prosty i zmodyfikowany (11 płuczek), łącznie z reakcjami zachodzącymi w czasie oznaczania, inne analizatory gazów waga pierścieniowa, analizatory absorpcyjne, magnetyczne, konduktometryczne, kolorymetryczne, obliczanie składu mieszanin gazowych, układy do spalań CH 4 + H Nawozy sztuczne: fosforowe, azotowe i mieszane inne nawozy sztuczne, analiza nawozów fosforowych. Dynamika płynów, rodzaje płynów jednorodnych, rodzaje przepływomierzy kalibrowanie, teoria kolumny fluidyzacyjnej, prędkość krytyczna, zastosowanie fluidyzacji. 3. Właściwości wody, uzdatnianie, odsalanie wody morskiej, oznaczanie twardości jednostki, metody zmiękczania, oznaczanie: BZT, utlenialność, O 2, CO 2, Cl -, NH 3, SO 4 2-, NO 2 -, NO 3 -, SiO 3 2-, Ca, Mg, Fe, Mn. odkrzemianie, jonity, woda utleniona, H 2 O 2. Reakcje odwracalne i nieodwracalne, teoria katalizy i katalizatory, reakcja estryfikacji, sposoby badania kinetyki reakcji, stała równowagi reakcji chemicznej K. 4. Podział tworzyw, rodzaje tworzyw, analiza jakościowa tworzyw, wzory: estry i etery celulozy, kauczuki naturalne i syntetyczne, fenoplasty, aminoplasty, tioplasty, tworzywa silikonowe, epoksydy, poliamidy, poliestry alkilowe i arylowe, poliolefiny, tworzywa winylowe, poliuretany, poliwęglany, polisulfony, poliimidy. Otrzymywanie akrylonitrylu i poliakrylonitrylu. Polimeryzacja, kopolimeryzacja, telomeryzacja, polikondensacja, polirekombinacja, poliaddycja, cyklopolimeryzacja, katalizatory (inicjatory), rozpuszczalniki, regulatory masy cząsteczkowej, efekty indukcyjne, polimery izo-, syndio-, aktyczne (przykłady otrzymywania) zakańczanie łańcucha polimeru, praktyka prowadzenia procesów polireakcyjnych, stopień polimeryzacji i polikondensacji, rozcieńczone roztwory polimerów, metody oznaczania masy cząsteczkowej, liczba Fikentschera. Stany fizyczne polimerów, polimery krystaliczne, metody formowania tworzyw: nanoszenie, formowanie bezciśnieniowe, laminowanie, wytłaczanie, prasowanie, wtryskiwanie, walcowanie, kalandrowanie, plastyfikacja tworzyw, plastyfikatory i ich

6 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 6 podział ze względu na budowę, napełniacze, stabilizatory. Oznaczanie właściwości fizycznych, chemicznych, mechanicznych, termicznych i elektrycznych (temperatury charakterystyczne) tworzyw sztucznych, TG, DTG, DTA. Oceniana jest znajomość zagadnień z wymagań merytorycznych. 5 pytań sprawdzających, 3 odpowiedzi pozytywne wymagane na zaliczenie. Skala ocen za uzyskane odpowiedzi pozytywne: 5-5,0 4-4,0 3-3,0 poniżej 3 - nie zaliczone 4 odpowiedzi ustne Student ma 5 min. czasu na przygotowanie odpowiedzi po zadaniu 5 pytań przez prowadzącego. Sprawozdanie 0310-TCH-S1-020_w_ TCH-S1-020_fs_2 Sprawozdanie powinno zawierać prawidłowy opis przebiegu eksperymentu, obliczenia oraz właściwie wyciągnięte wnioski. Warunkiem zaliczenia (bez oceny cyfrowej) jest sprawozdanie, które zawiera prawidłowy opis przebiegu eksperymentu, obliczenia oraz właściwie wyciągnięte wnioski, zgodnie z podanymi wcześniej mi merytorycznymi. Zaliczenie sprawozdań z przeprowadzonych eksperymentów przez prowadzącego. Student oddaje sprawozdanie w terminie 1 tygodnia od wykonania ćwiczeń, a prowadzący sprawdza w terminie 1 tygodnia od jego otrzymania. Ocenianie ciągłe (-y) (-y) 0310-TCH-S1-020_w_ TCH-S1-020_fs_2 Wiedza z zakresu zagadnień obejmujących ćwiczenia laboratoryjne Bieżąca ocena umiejętności praktycznych pracy w laboratorium oraz stopnia wykorzystania nabytej wiedzy

7 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 7