Химические технологии для декарбонизации экономики

2022/2023

Статус: Дисциплина общефакультетского пула

Кто читает: Факультет химии

Когда читается: 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Седов Игорь Владимирович

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 46

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Глобальным современным вызовом общества является снижение углеродного следа и переход на энергоэффективные технологии, использующие альтернативные углеводородам энергоносители. Тем не менее, современные промышленные технологии основываются на ресурсной базе продуктов, получаемых из ископаемых углеводородов, и быстрый отказ от них в мировом масштабе невозможен и даже нецелесообразен. В рамках предлагаемого курса будут рассмотрены способы получения традиционных и альтернативных (включая водород) энергоносителей и базовых продуктов нефтехимии с использованием энергоэффективных технологий конверсии традиционного и нетрадиционного углеродсодержащего сырья, включая огромные мировые запасы газообразных углеводородов, углеродсодержащие отходы, сырье биогенного происхождения. Особое внимание будет уделено альтернативным («подменным») путям получения сырья для основного и тонкого органического синтеза, обладающим высокой энергоэффективностью и низким «углеродным следом» и позволяющим обеспечить плавный переход от традиционной переработки ископаемых углеводородов к низкоуглеродной экономики. Отдельный раздел курса будет посвящен методам конверсии диоксида углерода в ценные химические продукты, органические соединения и полимеры.

Цель освоения дисциплины

формирование у студентов базовых знаний о процессах химической технологии с участием диоксида углерода и углеводородов предоставление студентам аналитической базы для изучения последующих химических, технологических и специализированных курсов развитие навыков применения основных законов химической кинетики и термодинамики к описанию химических и технологических процессов

Планируемые результаты обучения

ВЛАДЕТЬ навыками работы с законами химической кинетики применительно к органическим реакциям, включая определение кинетических констант реакции (порядок, константы скоростей, константы Аррениуса).
ВЛАДЕТЬ навыками работы с законами химической термодинамики применительно к органическим реакциям, включая определение тепловых эффектов химических реакций (закон Гесса, расчет из экспериментальных данных), определение возможности протекания реакции и равновесного состава продуктов.
УМЕТЬ: составлять химические схемы технологических процессов с участием углекислого газа и углеводородов, включая кинетические уравнения протекающих реакций.
УМЕТЬ: определять равновесный состав продуктов реакций с участием углекислого газа и углеводородов при различных условиях их проведения.
ЗНАТЬ: основные типы химических процессов с участием углекислого газа и углеводородов, используемые для получения промышленных химических продуктов.

Содержание учебной дисциплины

Общие представления о декарбонизации экономики и источниках выбросов парниковых газов. Современные процессы нефтехимии и газохимии
Кинетические и термодинамические аспекты реакций с участием углекислого газа и углеводородов
Современные и перспективные технологические процессы получения водорода. Хранение и транспортировка водорода
Гидрирование CO2 с получением метанола, ДМЭ, муравьиной кислоты и синтетических топлив
Полимеризационные процессы с участием CO2. Получение органических карбонатов.
Биохимические пути переработки CO2 и углеводородных газов
Электрохимические процессы конверсии CO2
Использование сверхкритического CO2 в органических реакциях

Элементы контроля

Контрольная работа
В течение учебного года планируется 1 контрольная работа в первом модуле.. Контрольная работа выполняется в режиме closed-book. Контрольная работа включает в себя письменное решение задач в течение 2 академических часов. Оценка за каждую контрольную работу выставляется по 10-балльной шкале (от 0 до 10 баллов), при этом оценка как за каждую задачу в отдельности, так и за домашнее задание в целом выставляется целыми числами. В случае правильного и полного ответа на задачу студент получает максимальное количество баллов за нее. При наличии ошибок или при неполном ответе оценка снижается на 1 балл. При отсутствии ответа на задачу или наличия в нем грубых ошибок за ответ на задачу выставляется 0 баллов. Общее количество баллов за контрольную работу получается суммированием оценок за задачи.
Экзамен
Оценка за экзамен выставляется по выставляются по 10-ти балльной шкале.. Экзамен не является блокирующим. Примеры заданий представлены в следующем разделе программы курса. Экзамен включает в себя устные ответы на вопросы, которые требуют от студента владения как понятийным, так и техническим аппаратом по изучавшимся в течение модуля темам. При вычислении итоговой оценки в случае дробного результата округление производится до ближайшего целого числа в большую сторону.

Промежуточная аттестация

2022/2023 учебный год 2 модуль
0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен

Программа дисциплины