ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ В АСПИРАНТУРУ

Направление подготовки: 04.06.01 – Химические науки

Программа подготовки: 02.00.13 - «Нефтехимия» (технические науки)

Кафедра, реализующая преподавание программы: «Нефтехимии и химической технологии»

 

Особенности проведения вступительного испытания в аспирантуру: лица, поступающие в аспирантуру, сдают вступительное испытание по специальной дисциплине, соответствующую профилю направления подготовки. Результат вступительного испытания оценивается по пятибалльной шкале. Конкурсное вступительное испытание проводится в письменной форме, по билетам. Продолжительность проведения письменного экзамена – до двух часов.

 

1. Химический состав и свойства нефти

Происхождение нефти. Генезис и химическая эволюция нефтей. Органическая теория происхождения нефти. Биодеградация нефти в природных условиях. Процесс нефтеобразования и химический состав нефти. Минеральная теория происхождения нефти.

Свойства, состав и классификация нефтей. Физические свойства нефтей. Химический состав нефти. Фракционный состав нефти. Элементный, индивидуальный и структурно-групповой состав нефти. Классификация нефтей.

Методы исследования нефтей. Физические и физико-химические методы. Ректификация. Хроматографические методы. Оптическая спектроскопия в анализе углеводородных и гетероатомных компонентов. Ядерный магнитный и парамагнитный резонанс.

Исторический обзор исследований по химии углеводородов нефти. Работы Д.И. Менделеева, В.В. Марковникова, Д.П. Коновалова, Н.Д. Зелинского, С.С. Наметкина, Б.А. Казанского, А.В. Топчиева и др.

Нефтяные углеводороды ряда метана (парафины). Физические и химические свойства парафинов нормального и разветвленного строения. Газообразные парафины. Природный газ. Жидкие и твердые парафины. Парафин и церезин.

Нафтены (циклические углеводороды нефти). Углеводороды ряда циклогексана и циклопентана. Их содержание в нефтях. Важнейшие реакции. Бициклические углеводороды нефти. Конденсированные и мостиковые би- и полициклические углеводороды. Адамантан и его гомологи.

Ароматические углеводороды нефти. Моно-, би- и полициклические ароматические углеводороды нефти. Их содержание в нефтях. Поучение ароматических углеводородов и их важнейшие реакции.

Сернистые соединения нефти. Характеристика сернистых соединений и их определение в нефтях.

Азотистые соединения нефти. Основные типы, их характеристики и определение в нефтях.

Кислородные соединения нефти. Характеристика и содержание в нефтях.

Смолистые и асфальтовые вещества (САВ) в нефти. Классификация САВ их разделение и характеристика.

Металлсодержащие соединения нефти. Порфирины.

 

2. Нефтеперерабатывающая и газоперерабатывающая промышленность, как источник производства основных видов нефтехимического сырья, жидких топлив и масел

Нефть и газ как источники производства основной группы исходных веществ для промышленного органического и нефтехимического синтеза (парафинов, олефинов, ароматических углеводородов, ацетилена, оксида углерода и синтез-газа), жидких топлив и смазочных масел.

Нефтяные топлива. Общая характеристика основных видов топлива (автомобильное, дизельное, авиационное, реактивное, котельное и др.). Основные требования предъявляемые к моторным топливам. Октановое число. Цетановое число. Основные тенденции улучшения экологических показателей моторных топлив.

Нефтяные масла. Смазочные масла и их основные характеристики. Синтетические присадки к смазочным маслам (антиокислители, депрессоры, моющие, вязкостные, противоизносные и др.).

Промышленные процессы первичной переработки нефти и газа. Подготовка нефти и газа в промыслах. Электрообессоливание и первичная перегонка нефти. Установки ЭЛОУ-АВТ. Переработка природного газа и газовых конденсатов. Переработка попутного газа.

Термические процессы переработки углеводородного сырья. Свободно-радикальный механизм термического крекинга углеводородов. Термодинамика и кинетика распада углеводородов различных рядов и молекулярной массы. Получение светлых нефтепродуктов термическим разложением остаточных фракций. Коксование нефтяных остатков.

Пиролиз нефтяных фракций и газового сырья для производства низших олефинов и ароматических углеводородов. Пиролиз метана и других углеводородов для получения ацетилена.

Каталитический крекинг. Сырье и его подготовка. Продукты крекинга. Катализаторы крекинга. Механизм протекающих реакций. Промышленные установки каталитического крекинга и основные технологические параметры.

Каталитический риформинг. Сырье и его подготовка. Продукты риформинга. Получение высокооктановых компонентов бензина и ароматических углеводородов. Катализаторы риформинга, основные реакции. Промышленные установки каталитического риформинга и основные технологические параметры.

Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке. Основное назначение, катализаторы, химические основы и механизм гидрогенизационных процессов. Гидроочистка моторных топлив, смазочных масел, парафинов. Гидрообессеривание нефтяных остатков. Гидрокрекинг бензиновых фракций с получением моторных топлив, сжиженных газов и изопарафиновых углеводородов.

Производство парафинов. Производство жидких парафинов депарафинизацией дизельных фракций. Депарафинизация масляных фракций для получения твердых парафинов.

Производство оксида углерода и синтез-газа. Конверсия метана и других углеводородов. Окислительная конверсия. Высокотемпературная окислительная конверсия углеводородов в отсутствие катализаторов.

Проблема замены нефтяного сырья в производстве жидких топлив и масел. Ограниченность и невоспроизводимость нефтяных ресурсов. Возможности и перспективы использования углей, торфа, горючих и битуминозных сланцев, растительного сырья для производства искусственного жидкого топлива.

 

3. Основные процессы промышленной процессы нефтехимии

Процессы галогенирования. Научные основы процессов галогенирования парафинов, олефинов, ацетилена, ароматических и алкилароматических углеводородов. Заместительное и присоединительное хлорирование. Галогенирующие агенты, катализаторы и инициаторы, условия галогенирования. Термическое, фотохимическое и окислительное галогенирование и механизм этих реакций. Практическое применение.

Гидратация олефинов и ацетилена. Термодинамика, катализаторы и механизмы реакций гидратации. Синтез этанола, изопропанола, втор- и трет-бутанолов, ацетальдегида.

Процессы алкилирования. С-алкелирование. Алкелирование изобутана олефинами. Алкилирование олефинами ароматических углеводородов. Катализаторы, механизм реакции. Алкилирование фенолов. Алкилирование парафинов. Практическое использование.

Процессы алкилирования. О-алкелирование. Производство МТБЭ.

Димеризация и олигомеризация олефинов. Катализаторы димеризации и олигомеризации олефинов.

Метатезис (диспропорционирование) олефинов. Гомогенные и гетерогенные катализаторы. Механизм. Влияние положения кратной связи. Практическое использование.

Процессы окисления и эпоксидирования. Окислительные агенты (молекулярный кислород, азотная кислота, пероксидные соединения). Окисление парафиновых, ароматических, алкилароматических, нафтеновых углеводородов. Окислительный аммонолиз олефинов. Окисление олефинов с сохранением двойной связи. Катализаторы, механизм и кинетика реакций. Эпоксидирование олефинов пероксикислотами, пероксидом водорода и гидропероксидами. Практическое использование.

Процессы дегидрирования и гидрирования. Катализаторы, механизм и термодинамика реакций дегидрирования и гидрирования. Каталитическое, термическое, окислительное дегидрирование. Практическое использование.

Синтезы на основе оксида углерода. Катализ, условия и механизм реакции. Практическое использование и перспективы синтезов с использованием оксида углерода.

Процессы сульфирования, сульфатирования, сульфоокисления и сульфохлорирования. Сульфирующие агенты и условия их применения. Механизм реакций. Практическое использование.

Процессы нитрования. Нитрование парафинов, нафтенов и ароматических углеводородов.

 

1.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.-Уфа: «Гил ем», 2002, -590 с.

2. Капустин С.М.и др. Технология переработки нефти и газа. В 2ч. Часть 1. –М.: КомосС, 2005. -354 с.

3. Капустин С.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти и газа. В 2ч. Часть 2. –М.: КомосС, 2008. -334 с.

4. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа, ч.3. – М.: Химия, 1998. – 424 с.

5. Петров А. А. Углеводороды нефти. М.: Наука, 1984.

6. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологические и экономические аспекты. М: «Техника», 2001, 384с.

7. Лебедев Н.Н., Манаков М.Н., Швец В.Ф. Теория технологических процессов основного органического и нефтехимического синтеза. 2-е изд. М.: Химия, 1984.

8. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. 4-е изд. М.: Химия, 1988.