Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Kataliza przemysłowa
Koordynator przedmiotu:
dr inż./Marcin Przedlacki/adiunkt
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Technologia Chemiczna
Grupa przedmiotów:
Wspólne dla kierunku
Kod przedmiotu:
CN2A_10
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 30, zapozananie ze wskazaną literaturą - 15, przygotowanie do egzaminu - 30; Razem - 75 = 3 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 30 h; Razem - 30 h = 1,2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład450h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
-
Limit liczby studentów:
Wykład: min. 15
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest uzyskanie przez studenta wiedzy i umiejętności w zakresie pojęć dotyczących katalizy, zjawisk powierzchniowych decydujących o aktywności katalizatorów, ze szczególnym uwzględnieniem katalizatorów stałych wykorzystywanych w procesach rafineryjnych i petrochemicznych. Celem nauczania przedmiotu jest przekazanie wiedzy dotyczącej typowych katalizatorów wykorzystywanych w przemyśle chemicznym oraz mechanizmów ich działania.
Treści kształcenia:
W1 - Pojęcie katalizy i katalizatora. Znaczenie katalizy w przemyśle. Rodzaje katalizy. Klasyfikacja układów katalitycznych. W2 - Termodynamika reakcji katalitycznych. Stała równowagi reakcji. Potencjał termodynamiczny. Wpływ temperatury i ciśnienia na funkcje termodynamiczne. W3 - Etapy katalizy heterogennej. Nośniki katalizatorów. Rodzaje centrów aktywnych. Charakterystyka głównych grup stałych katalizatorów heterogennych. W4 - Kinetyka reakcji chemicznych. Cząsteczkowość i rząd reakcji chemicznej. Wyznaczanie energii aktywacji. Pozorna i rzeczywista energia aktywacji. Teoria stanu przejściowego. Kinetyka heterogenicznych reakcji katalitycznych. Metody badania kinetyki reakcji kontaktowych. W5 - Rola adsorpcji i chemisorpcji w procesach katalitycznych. Izotermy adsorpcji. Chemisorpcja tlenu, tlenku węgla (II), wodoru. Wyznaczanie powierzchni właściwej adsorbentów za pomocą izotermy BET. Kinetyka heterogenicznych reakcji katalitycznych. Mechanizmy reakcji dwucząsteczkowych. W6 - Czynniki wpływające na aktywność i selektywność katalizatora. Geometryczny i energetyczny aspekt reakcji katalitycznych. Zasada Sabatiera. W7 - Wpływ czynników makrokinetycznych na przebieg reakcji kontaktowych. Wpływ dyfuzji na przebieg reakcji kontaktowych. Dyfuzja w układach porowatych. W8 - Katalizatory heterogeniczne - wytwarzanie, struktura i zastosowanie. Preparatyka katalizatorów. W9 - Zmiany aktywności katalitycznej katalizatorów heterogenicznych. Zawęglanie i spiekanie katalizatorów. Zatruwanie i dezaktywacja katalizatorów. W10 - Mechanizmy reakcji przebiegających na katalizatorach metalicznych. Reforming benzyn. Chemisorpcja wodoru na katalizatorach metalicznych. Izomeryzacja węglowodorów. Uwodornienie wiązania podwójnego C=C. Utwardzanie tłuszczów. W11 - Mechanizm reformingu parowego węglowodorów. Reakcje katalityczne z udziałem tlenku węgla (II). Synteza metanolu. Mechanizm syntezy amoniaku. W12 - Reakcje na powierzchni katalizatorów tlenkowych. Mechanizmy reakcji selektywnego utleniania na katalizatorach tlenkowych. Utlenianie propylenu do akroleiny. Reakcje na katalizatorach siarczkowych. Mechanizmy reakcji hydroodsiarczania. W13 - Mechanizmy reakcji na katalizatorach kwasowo-zasadowych. Struktura katalizatorów glinokrzemianowych i jej związek z właściwościami katalitycznymi. Rodzaje katalizatorów zeolitowych i ich zastosowania w przemyśle. W14 - Zastosowania katalizy homogennej w przemyśle. Mechanizm i wykorzystanie reakcji Hecka. Mechanizm reakcji metatezy. Katalityczne procesy otrzymywania aldehydu i kwasu octowego. W15 - Mechanizmy reakcji polimeryzacji olefin katalizowanych związkami metali przejściowych. Polimeryzacja przez metatezę z otwarciem pierścienia. Czynniki alkilujące i acylujące oraz katalizatory tych reakcji.
Metody oceny:
Podstawą zaliczenia przedmiotu jest pozytywny wynik egzaminu. Egzamin z przedmiotu jest przeprowadzany w formie pisemnej w dwóch wyznaczonych terminach podczas sesji egzaminacyjnej. Student ma prawo wyboru dowolnego spośród wyznaczonych terminów egzaminu. Student ma prawo do jednego egzaminu poprawkowego w jednym z terminów wyznaczonych w sesji egzaminacyjnej.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Barcicki J., Podstawy katalizy heterogennej,UMCS, Lublin, 1998 2. Grzybowiska-Świerkosz B., Elementy katalizy heterogennej, PWN, Warszawa, 1993, 3. Thomas J.M., Thomas W.J., Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis VCH, New York, 1997 4. Próchnik F., Kataliza homogenna, PWN, Warszawa, 1993 5. Wijngaarden R., Industrial Catalysis, Optimizing Catalysts and Processes, VCH, New York, 1997
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W02_02
Posiada wiedzę w zakresie metod analizy kinetyki reakcji katalitycznych zachodzących w reaktorach różnych typów.
Weryfikacja: Pisemny egzamin opisowy (W4-W6)
Powiązane efekty kierunkowe: C2A_W02_02
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02
Efekt W03_03
Ma rozszerzoną wiedzę na temat stosowania katalizatorów w technologii chemicznej oraz mechanizmów ich działania.
Weryfikacja: Pisemny egzamin opisowy (W1-W15)
Powiązane efekty kierunkowe: C2A_W03_03
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03
Efekt W03_04
Posiada wiedzę na temat możliwości zmniejszenia emisji zanieczyszczeń do środowiska dzięki zastosowaniu odpowiednich katalizatorów i procesów katalitycznych.
Weryfikacja: Pisemny egzamin opisowy (W8-W15)
Powiązane efekty kierunkowe: C2A_W03_04
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03
Efekt W05_01
Posiada wiedzę na temat trendów rozwojowych w zakresie nowych katalizatorów stosowanych w technologii chemicznej w celu uzyskania oszczdności energii i zwiększenia wydajności i selektywności procesów.
Weryfikacja: Pisemny egzamin opisowy (W10-W15)
Powiązane efekty kierunkowe: C2A_W05_01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U10_07
Potrafi zaproponować odpowiednie procesy katalityczne w celu zmniejszenia ilości powstających w procesie produkcyjnym produktów ubocznych oraz odpadów szkodliwych dla środowiska.
Weryfikacja: Pisemny egzamin opisowy (W10-W15)
Powiązane efekty kierunkowe: C2A_U10_07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U10