Методические указания химия нефти и газа
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВПО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева
Кафедра Бурения нефтяных и газовых скважин
Методические указания по изучению дисциплины
« Химия нефти и газа»
Направление подготовки
131000 «НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО» бакалавриат
Профиль подготовки
131010 - Бурение нефтяных и газовых скважин
131011-Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти
Заочной формы обучения
|
|
|
Очное |
Заочное отделение |
|
|
|
|
отделение |
|
|
|
|
|
Нормативный срок обучения |
Сокращенный срок обучения (на |
|
|
|
|
|
|
базе среднего и высшего |
|
|
|
|
|
профессионального |
|
|
|
|
|
образования) |
|
|
|
|
|
|
Курс |
|
|
2 |
- |
1) 2, 2) 3 |
|
|
|
|
|
|
Семестр |
|
|
4 |
|
1)2,3, 2) 4,5 |
|
|
|
|
|
|
Всего аудиторных часов |
|
57 |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
Лекции, час |
|
|
19 |
|
6 |
|
|
|
|
||
Лабораторные работы, час |
17 |
|
2 |
||
|
|
|
|
||
Практические занятия, час |
17 |
|
6 |
||
|
|
|
|
||
Самостоятельная работа, час |
51 |
|
90 |
||
|
|
|
|
||
Контрольная работа (семестр) |
|
|
1)3, 2)5 |
||
|
|
|
|
|
|
Курсовая |
работа |
(проект) |
- |
|
- |
(семестр) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экзамен (семестр) |
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
Зачет (семестр) |
|
4 |
|
1)3, 2)5 |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: 1) (131011)-на базе высшего (срок обучения 2,5 года), 2) (131011, 131010) - на базе высшего и среднего образования
(срок обучения 3,5 года)
ИЖЕВСК 2013
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Методические указания составлены в соответствии с учебно-методическим комплексом дисциплины « Химия нефти и газа»
Составитель методических указаний
Ст. преподаватель каф. БНГС ____________ Трефилова Татьяна Валериевна
Методические указания |
утверждены на заседании кафедры |
Бурения |
нефтяных и газовых скважин |
|
|
«________» _______________ 2013 г. |
|
|
Заведующий кафедрой БНГС, |
|
|
д.т.н., профессор |
__________ Миловзоров Георгий Владимирович |
«________» ______________ 2013г.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
1. Требования государственного образовательного стандарта (ГОС)
по направлению (специальности) 131010 - Бурение нефтяных и газовых скважин, 131011-Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти.
Курс «Химии нефти и газа» разработан для студентов 3 курса специальности «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти» в соответствии с требованиями ГОС, согласно которому студент, изучив курс, должен:
Иметь основы знаний о предмете «Химия нефти и газа», его месте и роли в системе предметов «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти»;
Иметь представление о современных методах нефтепереработки;
Иметь навыки по сбору, систематизации, обобщению и анализу материалов для обоснования применения экономически выгодных и технологически эффективных методов переработки углеводородного сырья;
Иметь представление о современных достижениях науки и передовых технологий в области промышленной и экологической безопасности.
Знать:
-гомологические ряды углеводородов, структурную изомерию;
-правила образования названий органических соединений;
-фракционный, компонентный и элементный состав нефтей;
-основные физические свойства нефтей и нефтяных систем;
-методы разделения и анализа нефтяных систем;
-основные направления переработки нефти и газа;
-гипотезы происхождения нефти;
-возможные химические взаимодействия компонентов нефтяных систем с химическими реагентами широко используемыми при добыче,
транспортировке и переработке нефти и газа.
Уметь:
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
-охарактеризовать принадлежность компонентов нефтей и газов к тому или иному классу органических соединений, дать его название;
-охарактеризовать основные свойства компонентов нефтяных систем на
основе их строения;
оценивать топливно-эксплуатационные характеристики нефти на основе данных о фракционном, групповом и элементном составе.
Владеть:
практическими навыками использования различных методов и подходов к описанию поведения химико-технологических систем.
2. Цели задачи курса
Целью изучения дисциплины «Химия нефти и газа» является формирование у студентов комплекса знаний о составе и свойствах нефтяных систем различного происхождения, о влиянии состава нефтей и газов на эксплуатационные параметры оборудования, а также о методах их исследования и переработки.
Задачи дисциплины состоят в изучении:
-различий в строении и физико-химических свойствах индивидуальных углеводородов как основных компонентов нефтей, природных газов и других видов углеводородного сырья;
-методов очистки, разделения и анализа многокомпонентных нефтяных систем;
-причин формирования нефтяных дисперсных систем и их коллоидно-
химических свойств;
-гипотез происхождения нефти;
-химических основ процессов переработки нефти и газа;
-основных продуктов переработки нефти, их состава и эксплуатационных свойств, а также возможностей их изменения.
3. Учебно-тематический план курса Химия нефти и газа
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Распределение часов по темам курса и видам занятий
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество часов |
|
|
№ |
|
|
Тема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лекции |
Семинары |
Лабораторный |
Самостоятельная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
практикум |
работа |
1. |
Введение. |
|
Химическая |
и |
2 |
2 |
|
10 |
||
|
технологическая |
|
|
|
|
|
|
|||
|
классификация |
нефтей. |
|
|
|
|
||||
|
Гипотезы |
|
|
происхождения |
|
|
|
|
||
|
нефтей. |
|
|
Образование |
|
|
|
|
||
|
углеводородов нефти. |
|
|
|
|
|
||||
2. |
Основные |
|
|
|
группы |
2 |
2 |
|
30 |
|
|
соединений в составе нефти, |
|
|
|
|
|||||
|
нефтепродуктов |
и газов: |
|
|
|
|
||||
|
алканы, |
|
|
циклоалканы |
|
|
|
|
||
|
(нафтены), |
|
|
арены, |
|
|
|
|
||
|
непредельные |
|
соединения, |
|
|
|
|
|||
|
гетероатомные соединения. |
|
|
|
|
|||||
3. |
Основные |
|
|
физико- |
|
|
2 |
20 |
||
|
химические |
|
|
свойства |
|
|
|
|
||
|
нефтей. |
|
Плотность |
и |
|
|
|
|
||
|
молекулярная масса. |
|
|
|
|
|
||||
|
Вязкость |
|
|
нефтей |
и |
|
|
|
|
|
|
нефтепродуктов. |
Виды |
|
|
|
|
||||
|
вязкости. |
|
|
Методы |
их |
|
|
|
|
|
|
определения. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Основные теплофизические |
|
|
|
|
|||||
|
свойства |
|
|
нефтей |
и |
|
|
|
|
|
|
нефтепродуктов. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Основные |
|
|
группы |
|
|
|
|
||
|
химических |
|
соединений |
в |
|
|
|
|
||
|
составе |
|
|
нефтей |
и |
|
|
|
|
|
|
нефтепродуктов. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Представление |
|
о |
|
|
|
|
|||
|
фракционном |
составе |
|
|
|
|
||||
|
нефтей |
и |
|
продуктов |
ее |
|
|
|
|
|
|
разделения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Основные |
|
промышленные |
|
|
|
|
|||
|
способы |
|
|
термической |
2 |
2 |
|
20 |
||
|
переработки нефтей. |
|
|
|
|
|
||||
|
Пиролиз, |
основные реакции |
|
|
|
|
||||
|
различных |
|
|
групп |
|
|
|
|
||
|
соединений в составе нефтей |
|
|
|
|
|||||
|
при пиролизе. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Термический |
|
|
и |
|
|
|
|
||
|
каталитический крекинг, |
как |
|
|
|
|
||||
|
один из основных способов |
|
|
|
|
|||||
|
переработки |
нефтей |
и |
|
|
|
|
|||
|
нефтепродуктов. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Риформинг |
|
в |
переработке |
|
|
|
|
||
|
нефтей и |
нефтепродуктов. |
|
|
|
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
Основные |
реакции |
и |
|
|
|
|
||
|
продукты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидрогенизационные |
|
|
|
|
|
|||
|
процессы |
в |
переработке |
|
|
|
|
||
|
нефтей. Основные |
области |
|
|
|
|
|||
|
применения |
и |
химические |
|
|
|
|
||
|
процессы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Основные |
|
|
способы |
|
|
|
10 |
|
|
химической |
|
и |
физико- |
|
|
|
|
|
|
химической |
|
|
очистки |
|
|
|
|
|
|
нефтепродуктов. |
|
|
|
|
|
|
||
|
Всего: |
|
|
6 |
6 |
2 |
90 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Содержание курса лекционных занятий
Семестр 1)2, 2)4
Лекция №1 (2 часа)
Введение. Химическая и технологическая классификация нефтей. Гипотезы происхождения нефтей. Образование углеводородов нефти.
Лекция №2 (2 часа)
Основные группы соединений в составе нефти, нефтепродуктов и газов:
алканы, циклоалканы (нафтены), арены, непредельные соединения,
гетероатомные соединения.
Семестр 1)3, 2)5
Лекция №3 (2 часа)
Основные промышленные способы термической переработки нефтей.
Пиролиз, основные реакции различных групп соединений в составе нефтей при пиролизе.
Термический и каталитический крекинг, как один из основных способов переработки нефтей и нефтепродуктов.
Риформинг в переработке нефтей и нефтепродуктов. Основные реакции и продукты.
Гидрогенизационные процессы в переработке нефтей. Основные области применения и химические процессы.
Итого: 6 часов.
5. Программа практических (семинарских) занятий
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Практические занятия проводятся в форме семинаров, в ходе которых в форме свободной общей дискуссии обсуждаются теоретические вопросы по заранее выбранной теме. Кроме этого, решаются качественные и расчетные задачи. Семинары непосредственно следуют за соответствующими лекциями и закрепляют их материал. Студенты осуществляют предварительную домашнюю самоподготовку, используя рекомендованную литературу.
Семестр 1)2, 2)4
Практическое занятие № 1 (2 часа) Алканы. Непредельные углеводороды.
Физические и химические свойства. Гомологический ряд. Изомерия.
Содержание в нефти и газе. Решение расчетных задач.
Литература:
1.Рябов В.Д. «Химия нефти и газа» М. 2004 г.
2.Бурдынь Т.А., Ю.Б. Закс «Химия нефти, газа и пластовых вод» М. «Недра». 1975 г.
3.Богомолов А.И. и др. «Химия нефти и газа», «Химия», 1984
4.Артеменко А.И. Органическая химия: Учеб. Пособие для вузов.- М.:
Высш. школа, 2003.-604 С.
Практическое занятие №2 (2 часа) Арены, циклоалканы. Физические и химические свойства. Гомологический ряд. Изомерия. Содержание в нефти и газе. Решение расчетных задач.
Литература:
1.Рябов В.Д. «Химия нефти и газа» М. 2004 г.
2.Бурдынь Т.А., Ю.Б. Закс «Химия нефти, газа и пластовых вод» М. «Недра». 1975 г.
3.Богомолов А.И. и др. «Химия нефти и газа», «Химия», 1984
4.Артеменко А.И. Органическая химия: Учеб. Пособие для вузов.- М.:
Высш. школа, 2003.- 604 С.
5.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Семестр 1)3, 2)5
Практическое занятие №3 (2 часа) Термический и каталитический крекинг,
как один из основных способов переработки нефтей и нефтепродуктов.
Риформинг в переработке нефтей и нефтепродуктов. Основные реакции и продукты. Решение расчетных задач.
Литература:
1.Рябов В.Д. «Химия нефти и газа» М. 2004 г.
2.Бурдынь Т.А., Ю.Б. Закс «Химия нефти, газа и пластовых вод» М. «Недра». 1975 г.
3.Богомолов А.И. и др. «Химия нефти и газа», «Химия», 1984
4.Артеменко А.И. Органическая химия: Учеб. Пособие для вузов.- М.:
Высш. школа, 2003.- 604 С.
5.Эрих В.Н. Химия нефти и газа. Л.: Химия, 1969.
6.Гриценко А.И., Островская Г.Д., Юшкин В.В. Углеводородные конденсаты месторождений природного газа. М.: Недра, 1983.
7.Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии: в 2 кн.
М.: Химия, 1974.
6. Программа лабораторного практикума
Семестр 1)2, 2)4
Занятия проводятся в специализированной лаборатории, имеющей в наличии следующее основное оборудование, необходимое для выполнения лабораторного практикума: лабораторные столы, вытяжной шкаф,
дистиллятор, установка для определения фракционного состава нефти,
прибор Дина и Старка, колбогрейка, рН-метр, различна химическая посуда и другое вспомогательное оборудование, химические реактивы. Лабораторные работы выполняются с в соответствии с практикумом (Векшин В.В.,
Трефилова Т.В. методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «Химия нефти и газа» – Ижевск. Изд. Дом «Удм. Университет», 2008), в котором определены вопросы, касающиеся целей и задач конкретной лабораторной работы, описана необходима материальная база, обращено
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
внимание на технику безопасности при выполнении данной работы, описан ход выполнения работы, методика обработки полученных результатов, даны рекомендации по форме отчетности. Лабораторные работы помогают овладеть приемами работы в лаборатории, а также приобрести опыт проведения эксперимента, наблюдения, обобщения, составления отчетов по проделанной работе.
Тема лабораторной работы «Определение содержания воды в нефти (метод Дина и Старка)», «Определение фракционного состава нефти» (2 часа)
7. Программа самостоятельной работы студента
Форма контроля самостоятельной работы: собеседование,
контрольная работа.
Вопросы для самостоятельного изучения
1.Химический элементный состав нефтей.
2.Основные теплофизические свойства нефтей и нефтепродуктов.
3.Основные группы химических соединений в составе нефтей и нефтепродуктов. Представление о фракционном составе нефтей и продуктов ее разделения.
4.Химические реакции с участием алканов, входящих в состав нефтей и нефтепродуктов. Основные области их применения.
5.Химические свойства циклоалканов. Основные области их применения.
6.Непредельные углеводороды, как один из компонентов продуктов переработки нефтей. Классификация, изомерия, физические и химические свойства.
7.Понятие о гетероатомных соединениях в составе нефтей.
Кислородсодержащие соединения, состав, свойства, способы их удаления и использования.
8.Серосодержащие соединения в составе нефтей и нефтепродуктов.
Химический состав, свойства. Способы их удаления.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
9.Азотсодержащие соединения в составе нефтей и нефтепродуктов.
Химический состав, свойства.
10. Понятие смолисто-асфальтеновых соединений в составе нефтей.
Смолы, химический состав, структура и свойства.
11.Классификация нефтей по содержанию САВ. Асфальтены, химический состав и свойства. Области применения асфальтенов.
12.Гидрогенизационные процессы в переработке нефтей. Основные области применения и химические процессы.
13.Основные способы химической и физико-химической очистки нефтепродуктов.
8. Учебно-методические материалы
1.И.И. Дияров и др. «Химия нефти» Руководство к лабораторным
занятиям Учебное пособие для ВУЗов, 1990 г.
2.Эрих В.Н. Химия нефти и газа. Л.: Химия, 1969.
3.Химия нефти и газа /под ред В.А. Проскурякова и А.Е.
Драбкина. Л.: Химия, 1981.
4.Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. М.: Химия, 1998.
5.Рябов В.Д. Химия нефти. М.: Нефть и газ, 1998.
6.Гриценко А.И., Островская Г.Д., Юшкин В.В. Углеводородные конденсаты месторождений природного газа. М.: Недра, 1983.
7.Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии: в 2
кн. М.: Химия, 1974.
8.Векшин В.В., Трефилова Т.В. методические указания для выполнения лабораторных работ по курсу «Химия нефти и газа» –
Ижевск. Изд. Дом «Удм. Университет», 2008
9.Методические указания по написанию контрольных работ
Вконце изучения курса химии нефти и газа студент должен выполнить контрольную работу, состоящую из 10 задач. К выполнению контрольной