Katalízis a szerves vegyiparban

Catalysis in organic chemical industry

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Katalízis a szerves vegyiparban

Catalysis in organic chemical industry

Tantárgykód

BMEVESZM208

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	0	2
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	kapcsolt

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Hegedűs László

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: hegedus.laszlo@vbk.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Szerves Kémia és Technológia Tanszék

Kar

Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

BMEVESZM004 (Szerves kémiai alapok (MSc))

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Bevezetés (a szerves vegyipar aktuális helyzete), a jellegzetes eszközpark (pl. keverős tartályreaktorok, csőreaktorok, fluidágyas reaktorok, szűrők, bepárlók) bemutatása.

A katalízis alapfogalmai, környezetbarát és biztonságos technológiai folyamatok, eszközök (pl. áramlásos kémiai reaktorok, mikrohullámú technika.

Jelentős szerves vegyipari katalitikus technológiák (pl. metanolszintézis, oxoszintézis, toluilén-diamin, fenol, cukoralkohok (szorbitol, xilitol), 1,6-hexametilén-diamin) részletes ismertetése a hozzájuk szorosan kapcsolódó szerves kémiai alapismeretekkel, azok további fejlesztési lehetőségei és környezetbarát megoldásai.

Ipari katalizátorok (pl. Pd/C, vázkatalizátorok, zeolitok) előállítása, kinyerésük, dezaktiválódásuk, regenerálásuk és minőségbiztosításuk. Szerves vegyipari technológiák fejlesztése (innovációs modellek és szervezetek, alap- és alkalmazott kutatás, fejlesztés jellemzői, közlemények és szabadalmak jelentősége, gazdaságossági szempontok. Méretnövelés (alapelvek, hasonlósági kritériumok, irányítóhatás, robusztusság, problémák különböző típusú reaktorok esetén) megvalósult szerves vegyipari példákon bemutatva, a szükséges szerves kémiai alapismeretekkel kiegészítve.

Laboratóriumi gyakorlat:

Kumulált idejű (5×45 perc) laborgyakorlatok keretében végzendő feladatok:

Hidrogénezés: különböző típusú heterogén fémkatalizátorok szelektivitását és fajlagos aktivitásának meghatározása háromfázisú (gáz-folyadék-szilárd) heterogén katalitikus hidrogénezés során.

Szén–szén kapcsolási reakciók: az iparban is egyre gyakrabban alkalmazott Heck-reakció megvalósítása a but-3-én-2-ol arilezésének példáján.

Mikrohullámú reaktorok: a mikrohullámú technikák gyakorlati alkalmazása O-, illetve C-alkilezési, heterogén fázisú és oldószermentes modellreakciókban.

Fázistranszfer-katalízis: a fázistranszfer-katalitikus módszerek alkalmazása folyadék-folyadék kétfázisú rendszerben, például α-klóracetofenon benzaldehiddel végzett Darzens-kondenzációjában.

Szabályozott kristályosítás: hűtéses kristályosítás vizsgálata folyamatirányított reaktorban, ATR-UV/Vis-spektrofotometriás detektálással, valamint a termék morfológiai vizsgálata.

Égésgátlás: a feladat megismerteti az égésgátolt anyagok és az égésgátló hatásosságának minősítési módszereit, illetve a referencia és az égésgátolt polimerrendszerek elégése során keletkező füstgázok analízisét.

A Katalízis a szerves vegyiparban tárgy célja, hogy a vegyészmérnök MSc-hallgatók (vegyipari és folyamatmérnöki, analitikai és szerkezetvizsgálati, valamint anyagtudományi specializációk) megismerjék a szerves szintetikus vegyipar jellegzetes és korszerű katalitikus eljárásait kiegészítve az alapvető szerves kémiai ismeretekkel (molekulák szerkezete és kémiai tulajdonságai). Továbbá kiegészíti/továbbfejleszti a hallgatók eddigi tudását a szerves vegyipari technológiák fejlesztési lehetőségeiről, a szerves kémiai eljárások méretnöveléséről.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Ismeri a vegyészmérnöki szakma gyakorláshoz kapcsolódó szerves kémiai és technológiai alapismereteket. Ismeri a jelentősebb szerves vegyipari technológiákat a hozzájuk szorosan kapcsolódó szerves kémiai alapismeretekkel. Ismeri a jellegzetes, laboratóriumi méretű reaktorokat. Ismeri a szerves vegyipari technológiák végrehajtása során felmerülő biztonsági, egészségvédelmi és környezetvédelmi követelményeket. Ismeri a technológiai fejlesztés alapelveit, a méretnövelés kritériumait. Ismeri a szerves vegyipari technológiai eszközparkot, az ipari környezetbarát elveket. Ismeri az ipari katalizátorok tulajdonságait, előállítását, regenerálását. Ismeri a kémiai folyamatok szabályozásának, tervezéséhez szükséges alapvető elveket.

Képességek

Képes a szerves kémiai problémák kezelésére, és az alapreakciók folyamatba való integrálásával összetett feladatok megoldására. Képes a korszerű technológiai ismeretei alapján kreatívan kezelni a problémákat. Képes laboratóriumi szintű, üzemi rendszert modellező mérések elvégzésére, értékelésé-re és a fejlesztés részfeladatainak elvégzésére. Képes az alapvető analitikai módszerek elvégzésére és az eredmények értékelésére. Képes különféle szerves vegyipari technológiai rendszerek fejlesztésére, méretnövelésére. Képes a korszerű technológiai ismeretei alapján kreatívan kezelni a problémákat. Képes laboratóriumi szintű, üzemi rendszert modellező mérések elvégzésére, értékelésé-re és a fejlesztés részfeladatainak elvégzésére. Képes magyarázatot adni a kísérleti munka során kapott eredményekre, összefüggéseket megállapítani. Képes laboratóriumi szintű, üzemi rendszert modellező mérések elvégzésére, értékelésé-re és a fejlesztés részfeladatainak elvégzésére. Képes alkalmazni az ipari környezetbarát elveket ipari reakciók tervezésénél.

Attitűd

Fejleszti a szerves kémiai és technológiai problémafelismerő és -megoldó készségét. Fejleszti a precíz és megbízható beszámolók elkészítéséhez szükséges készségét. Fejleszti a szerves kémiai és technológiai problémafelismerő és -megoldó készségét. Fejleszti a szerves kémiai és technológiai problémafelismerő és -megoldó készségét. Fejleszti a precíz és megbízható beszámolók elkészítéséhez szükséges készségét.

Autonómia és felelősség

Szerves kémiai és technológiai problémák megoldása során önállóan és kezdeményezően lép fel. Megosztja tapasztalatait munkatársaival, dokumentálja a megfigyeléseit, javaslatot tesz a technológia elvégzése során tapasztalt nem várt események elkerülésére.

Oktatási módszertan

Előadás (frontális) + laboratórium gyakorlat (kémiai, csoportos).

Tanulástámogató anyagok

Online források

1.) Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley, 2003.; 2.) Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley, 2001.; 3.) K. Weisermel – H.-J. Arpe: Ipari szerves kémia, Nemzeti Tankönykiadó, Budapest, 1994.; 4.) Az előadások anyaga (diák), valamint az laborgyakorlatok előiratai hozzáférhetők egy adott online tárhelyen.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Alapvető, BSc-szinten tanult szerves kémiai, általános technológiai és vegyipari műveleti ismeretek.

Általános szabályok

Követelmények: Az előadáson elhangzott tananyagot a félév végén kérjük számon, szóbeli vagy írásbeli vizsga formájában. A laboratóriumi gyakorlatok eredményes elvégzése. Teljesítményértékelés neve (típus) jele értékelt tanulási eredmények Szóbeli vagy írásbeli vizsga V T1-5, K1-4, A1, O1 Laboratóriumi gyakorlat F T6-8, K5-7, A2, O2 jele részarány V 67% F 33% Összesen 100% Pótlási lehetőségek: TVSz szerint, a félév során, az előadóval való megbeszélés szerint. Konzultációk: Az előadóval való egyeztetés után.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Név: Beosztás: Kar, tanszék (rövidítés) Dr. Hegedűs László habilitált egyetemi docens VBK SzKTT

Ajánlott tantárgyak

Tevékenység óra/félév részvétel a kontakt tanórákon 14×2 = 28 részvétel a kumulált laborgyakorlaton 5×5 = 25 felkészülés a laborgyakorlatra, jegyzőkönyvkészítés 25 felkészülés a vizsgára 28 összesen 106

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Kar	Képzés	Tanterv	Mintatantervi jelleg	Elsődleges
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar	vegyészmérnöki	Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve	kötelezően választható	nem