化工工艺学第三章作业
化工工艺学课后习题
课后习题思考题（第一章）1 现代化学工业的特点是什么？2 化学工艺学的研究范畴是什么3 简述石油化工原料乙烯的用途4 利用合成气可以合成哪些产品5 你觉得应该如何来学习该门课程？6 化学工艺与化学工程有何不同?思考题（第二章）√1 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？2生物质和再生资源的利用前景如何？3 何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的。
4 何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？5 何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？6 催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？7 在天然气开采中，有时可获得含有C6～C8烃类的天然汽油，为了改善其辛烷值，用蒸馏塔除去其中的轻组分。
如果天然汽油、塔顶馏出物和塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为：物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物1. C6H14 25 0 602. C7H16 25 21.5 303. C8H18 50 78.5 10假设它们的密度为0.8g/cm3，那么，从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油？（1桶= 42 US加仑，1US加仑=3.78541dm3, 1dm3 =103cm3）8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物，其质量组成各占50%，进料流量为10000kg/d，从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯；柱底馏出物含95%甲苯。
离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量是8000kg/d，全部冷凝为液体后，部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部，其余取出即为产品。
求回流与取出产品量之比。
在一个加氢裂化器中，较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。
已知输入和输出的烃类组成为：a) 烃类输入输出b) C5H12 10 mol%c) C6H14 40 mol%d) C7H16 20 mol%e) C12H26 100 mol% 30 mol%（1）每100 kmol原料烃可生产出多少C5～C7烃产品？（2）每100 kmol原料烃消耗多少氢气？（3）如果原料烃的密度是0.9 g/cm3,输出烃的密度是0.8 g/cm3,那么每输出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃？9 假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的干基摩尔组成为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。
化工工艺学课后习题
课后习题思考题（第一章）1 现代化学工业的特点是什么2 化学工艺学的研究范畴是什么3 简述石油化工原料乙烯的用途4 利用合成气可以合成哪些产品5 你觉得应该如何来学习该门课程6 化学工艺与化学工程有何不同思考题（第二章）√1 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源它们的综合利用途径有哪些2生物质和再生资源的利用前景如何3 何谓化工生产工艺流程举例说明工艺流程是如何组织的。
4 何谓循环式工艺流程它有什么优缺点5 何谓转化率何谓选择性对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标6 催化剂有哪些基本特征它在化工生产中起到什么作用在生产中如何正确使用催化剂7 在天然气开采中，有时可获得含有C6～C8烃类的天然汽油，为了改善其辛烷值，用蒸馏塔除去其中的轻组分。
如果天然汽油、塔顶馏出物和塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为：物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物1. C6H14 25 0602. C7H16 25 3 03. C8H18 50 1 0假设它们的密度为0.8g/cm3，那么，从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油（1桶 = 42 US加仑， 1US加仑=, 1dm3 =103cm3）8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物，其质量组成各占50%，进料流量为10000kg/d，从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯；柱底馏出物含95%甲苯。
离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量是8000kg/d，全部冷凝为液体后，部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部，其余取出即为产品。
求回流与取出产品量之比。
在一个加氢裂化器中，较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。
已知输入和输出的烃类组成为：a) 烃类输入输出b) C5H12 10 mol%c) C6H14 40 mol%d) C7H16 20 mol%e) C12H26 100 mol% 30 mol%（1）每100 kmol原料烃可生产出多少C5～C7烃产品（2）每100 kmol原料烃消耗多少氢气（3）如果原料烃的密度是0.9 g/cm3,输出烃的密度是0.8 g/cm3,那么每输出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃9 假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的干基摩尔组成为%N2、%O2、%CO2。
化工工艺学 第三章 化工原料及其初步加工
一、天然气的分类
一、天然气的分类
3、按酸气含量分类 按酸气（acid gas，指CO2 和硫化物）含量多 少，天然气可分为酸性天然气和洁气。 酸性天然气（sour gas）指含有显著量的硫化 物和CO2等酸气，这类气体必须经处理后才能达到 管输标准或商品气气质指标的天然气。 洁气（sweet gas）是指硫化物含量甚微或根 本不含的气体，它不需净化就可外输和利用。
一、天然气的分类
由此可见酸性天然气和洁气的划分采取模糊 的判据，而具体的数值指标并无统一的标准。在 我国，由于以CO2的净化处理要求不严格，而一般 采用西南油田分公司的管输指标即硫含量不高于 20mg/Sm3 （CHN）作为界定指标，把含硫量高于 20mg/Sm3（CHN）天然气称为酸性天然气，否则为 洁气。把净化后达到管输要求的天然气称为净化 气。
矿井工作对“瓦斯”十分重视，除去采取一些 必要的安全措施外，有的矿工会提着一个装有金 丝雀的鸟笼下到矿井，把鸟笼挂在工作区内。原 来，金丝雀对“瓦斯”或其他毒气特别敏感，只要 有非常淡薄的“瓦斯”产生，对人体还远不能有致 命作用时，金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工 们察觉到达种情景后，可立即撤出矿井，避免伤 亡事故的发生。
2、天然气制合成甲醇等的合成气
碳一化学：是以一个碳原子的化合物为原 料，如一氧化碳、甲醇等，来合成各种基本有机 化工产品的化学体系。 甲醇不仅是碳一化学的重要产品，同时也是 重要原料，是合成气化学加工的起点，故称其为 碳一化学的重要支柱。
2、天然气制合成甲醇等的合成气
甲醇是由一氧化碳、二氧化碳加氢合成的：
一、天然气的分类
液相中除含有重烃外，仍含有一定量的丁烷、 丙烷。与此同时，为了降低原油的饱和蒸气压， 防止原油在储运过程中的挥发耗损，油田上往往 采用各种原油稳定工艺回收原油中C1～C5组分， 回收回来的气体，称为原油稳定气，简称原稳气。
第3章 3.1 盐水体系相图及其应用(4学时)
20 合成氨工业
N2
H2O
NH4Cl
NH4Cl-H2O二元体系相图
21 合成氨工业
连线规则： 组成不同的两个体系在等温下混合成为一个新体 系，或一个体系在等温下分为两个不同组成的新 体系，那么在二元体系相图中，三个体系在同一 水平线上，且两个分体系各居于总体系的两侧。 杠杆规则: 两个分体系的量与其到总体系的距离成反比。
42 合成氨工业
a100E100b100-100℃
a25E25b25-25 ℃
Q对25 ℃属两相结晶 区，对100 ℃属NaCl 结晶区。
M点呢？
NaCl-NH4Cl-H2O体系加热和冷却过程
43 合成氨工业
２ 简单三元体系相图及应用
(1) 浸取法分离钾石盐矿 钾石盐是制造氯化钾的主要原料之一。用晶间卤 水加工提取氯化钾的过程中，一般要经过钾石盐 和光卤石的中间工序。 优质的钾石盐矿中含有KCl约25% 、NaCl71%，其 余为少量的CaSO4、MgCl2和不溶性粘土。从钾石 盐提取氯化钾的方法主要为浸取法，即通过溶解 与结晶的方法将KCl和NaCl分离。
4 合成氨工业
某种盐类之所以能从几种盐的混合液中 以纯态析出，是由于它们的溶解度各不相 同，而且随温度的变化有区别。 相图是多相体系在平衡时各相组成与温 度或压力的关系图。它不仅指导人们应该 如何安排生产流程，如何选择生产工艺条 件，而且可以告诉人们制备合格的产品应 该蒸发多少水或添加多少水。
盐析的原理 一种盐类的存在会使另一种盐类的溶解 度下降。当所加入的盐具有同一离子时， 会使体系中原来的平衡破坏，为达到新的 平衡，则某一种盐就要析出，这也就是常 说的同离子效应。
《化工工艺学（高起专）》习题三答案
《化工工艺学（高起专）》习题三答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）1、化工过程总括起来包括了（D）A、加热过程B、冷却过程C、分离过程D、物理和化学过程2、湿法脱硫是指（B）A、Fe2O3脱硫B、MDEA脱硫C、活性炭脱硫D、ZnO脱硫3、石油中的主要元素有（C）A、烷烃B、环烷烃C、碳、氢、氧、氮、硫等D、炔烃4、大型合成氨厂主要用了多种催化剂，共计有（B）A、5种催化剂B、八种催化剂C、三种催化剂D、四种催化剂5、酸分解磷矿的反应是（C）A、磷矿石酸解反应B、液固反应C、气液固三相反应D、液固浸取反应6、将溶液中某组分分离出来常用（C）A、沉降过滤B、离心分离C、蒸发结晶D、加入沉淀剂沉淀7、气液反应进行的快慢可用的动力学是（D）A、气液反应动力学B、微观动力学C、气液反应本征动力学D、气液反应的宏观动力学8、高硫含量的天然气脱硫主要采用的脱硫方法是（C）A、干法脱硫B、干湿法结合脱硫C、湿法脱硫D、氧化铁进行脱硫9、在Rh(CO)2I2催化剂作用下甲醇和CO合成醋酸，通常叫（B）A、液相合成B、羰基合成C、有机合成D、快速合成10、磺化反应，一般采用的是（C）A、三氧化硫B、硫酸C、浓硫酸或发烟硫酸D、二氧化硫和三氧化硫11、低压法合成甲醇的反应温度是（A）A、230~270℃B、230℃C、270℃D、270K12、低压法合成甲醇的空速是（C）A、8000/hB、9000/hC、10000/hD、以上都不对13、下列关于精盐水吸氨的说法正确的是（D）A、氨气溶解度升高，NaCl的溶解度降低B、NaCl溶解度升高，氨气的溶解度降低14、下列可用来评价裂解原料性质的指标为（D）A、转化率B、氢含量C、选择性D、氢碳化15、对CO变换反应，下列说法正确的是（B）A、高温和高水碳比有利于平衡右移B、变换反应是可逆放热反应C、变换过程采用但反应器D、压力对平衡和反应速度都无影响16、在氨碱法制纯碱过程中，结合氨是如何回收的？（C）A、过滤结晶B、直接蒸出C、加石灰乳蒸出D、以上多不对17、在氨回收工艺中，蒸氨过程中，塔的上、下部压力（D）A、塔顶压力>塔下部压力B、塔上、下部压力相同C、塔顶压力<塔下部压力D、塔下部压力与所用蒸汽压力相同或接近，塔顶压力为负压18、石灰石中氧化钙含量是指（B）A、白云石含量B、CaO的含量C、CaCO3含量D、分解的CaCO3含量19、酸分解磷矿的反应是（B）A、液固反应B、气液固三相反应C、磷矿石酸解反应D、液固浸取反应20、高硫含量的天然脱硫主要采用的脱硫方法是（C）A、干法脱硫B、氧化锌脱硫C、湿法脱硫D、活性炭脱硫二、多项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）1、煤的气化按气化设备分，可分为（AB）A、煤气发生炉气化B、流化床煤气化C、煤喷雾气化D、煤固定床气化E、煤催化气化2、生产合成氨的原料气中氢和氮的比例是（BC）A、H2：N2=2：1B、 H2：N2=3：1C、 H2：N2=2、9：1D、H2：N2=3：2E、 H2：N2=3：1、53、CH4+水蒸汽在催化剂作用下转化的主要化学反应是（AB）4、由含硫原料制得的三氧化硫主要用途是（CD）A、漂白作用B、杀虫作用C、制硫酸D、磺化制有机物E、制亚硫酸5、磷矿被酸分解的过程按物相分应是（AB）A、液固气过程B、三相过程C、产生气相HF的过程D、酸和磷石膏固体E、酸和渣6、用于分离气体混合物膜有（AC）A、有机膜B、平板膜C、中空纤细膜D、管状膜E、拉砜膜7、分解磷矿制磷酸，用的酸有（AB）A、无机酸B、浓硫酸C、稀硫酸D、有机酸E、醋酸8、含有机物的废水处理，常用的方法是（CD）A、稀释法B、浓缩去渣C、氧化法除有机物D、活性污泥法E、生物发酵9、气液吸收的高效设备有（DE）A、填料塔B、筛板塔C、穿流式板式塔D、升膜吸收塔E、降膜吸收塔10、分离气体混合物的方法有（AB）A、变压吸附B、变温吸附C、分子筛吸附D、磺化煤吸附E、大分子物吸附11、对固体物料进行干燥的方法有（BC）A、晾晒B、热风干燥C、喷雾干燥D、多级干燥E、风扫干燥12、以天然气为原料可生产的化学品有（AB）A、合成氨B、甲醇C、芳香烃D、漂白剂E、杀虫剂13、工业上用于制硫酸的原料主要有（CD）A、含硫的煤B、含二氧化硫的烟气C、硫磺D、含一定量硫的矿物E、含硫的废水14、煤的气化按气化设备可分为（AB）A、煤气发生炉气化B、流化床气化C、煤雾化气化D、煤的固定床气化E、煤催化气化15、液体非均相反应进行通常在（CD）D、连续相内E、相界面上16、碳酸化吸氨反应比较复杂，分步进行，其反应步骤分为（ABCD）A、氨基甲酸铵的生成B、氨基甲酸铵的水解C、NaHCO3结晶生成D、以上都是17、在氨盐水碳化过程中，碳化度（R）影响碳酸铵的生成，以下说法正确的是（ACD）A、R越大，则NH3转变成NH4HCO3越完全B、R越大，NaCl的利用率越低C、R越大，NaCl的利用率越高D、生产上一般尽量提高R值以达到提高NaCl利用率的目的18、氯碱生产工艺中，食盐电解槽是核心设备，已知有三种不同的电解槽，它们是（ABD）A、离子膜电解槽B、隔膜电解槽C、质子膜电解槽D、水银电解槽19、磷酸生产工艺主要是根据硫酸钙结晶形式划分的，硫酸钙常见有三种结晶形式，分别（BCD）A、一水B、两水C、半水D、无水20、化学工业按生产的产品种类可分为（ABCDE）A、无机化学工业B、有机化学工业C、精细化学品工业D、高分子化学工业E、生物化工工业三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分，正确填“T”，错误填“F”）1、一氧化碳变换反应是放热反应，为使反应沿最佳温度曲线进行，在实际生产中，变换炉分段段数越多越好。
《化工工艺学》 第三章 烃类热裂解
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3.3.管式裂解炉及裂解工艺过程
3、3、1、管式裂解炉 30年代研究，40年代工业装置，50年代研究 提高乙烯效率（高温短停留时间），60年代开 发出实现这一措施的炉型，图3—11，铬镍合 金钢离心浇铸管放置在炉膛中心，双面接受辐 射，管壁温度高达1050℃，气体出口800— 860℃，停留时间0.25—0.60S，乙烯收率明 显提高，后为减少压力有利于提高乙烯收率， 又研制成分叉变径炉管，乙烯达30%。70年 代，新材料应用壁温可达1100℃，单台炉生 产能力5万吨/年。
3、1、1、1、烷烃的裂解反应 正构烷烃裂解主要有脱氢和断链 反应C5以上还可能发生环化脱氢. 脱氢反应是C-H键断裂的反应生 成碳原子数相同的烃烯和H2 。
通式: CnH2n+2 = CnH2n+H2 C5以上的正构烷烃可发生环化脱
氢生成环烷烃。
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烷烃的裂解反应
断链反应是C—C键断链的反应 产物是 碳原子数较少的烷烃和烯烃， CnH2n+2 =CmH2m+CkH2k+2 m+k=n 裂解规律： 1、断链比脱氢容易； 2、链长容易断； 3、脱氢比断链吸热多；
真空不可取，漏入空气有危险；负压不利于后 工序产品分离。所以采取加入稀释剂的方法降 压，目前用水蒸汽作稀释剂。其原因如下： 易于分离（冷凝为水） 稳定反应器温度，防止炉管过热 抑制含硫对设备的腐蚀 脱除结碳 H2O+C=CO+H2 但不宜过大，否则生产能力下降，急冷负荷大。
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3.2.3. 裂解深度
裂解深度是指裂解反应进行的程度。 常用原料转化率、甲烷收率、乙烯对丙 烯的收率比、甲烷对乙烯或丙烯的收率 比（两者有极值所以衡量深度比较合 理）、液体产物的氢含量和氢碳比 （H/C）不小于0.96或氢含量不低8% （过高结焦）、出口温度、裂解深度函 数和动力学裂解深度函数来表示。
化工工艺学_第三章氨的合成
二.化学平衡及平衡常数
1.常压下平衡常数 Kp仅是温度的函数，低温、 有利于Kp的提高。
Kp
p NH 3
0 p N.25 p1.5 H2
1 y NH 3 0 p y N.25 y1.5 H2
式中, p、pi—分别为总压和各组分平衡分压； yi—平衡组分的摩尔分数
2. 高压下Kp值不仅与温度有关，而且与压力和气体组成有关， 用逸度表示：
四、常用工业流程
目前工业上使用的氨合成流程很多。中小合成氨厂广 泛采用中压氨合成流程。大型氨厂典型流程有凯洛格 流程和托普索流程。
1.中压氨合成流程 该流程压力为 32MPa，空速为 20 000～30 000h-1。
2.凯洛格流程流程
流程特点：先循环混合再冷却分离， 冷冻功耗小但循环功耗大。总能耗小。
第四节 工艺条件
合成工艺参数的选择要考虑平衡氨含量，反应速度、催 化剂特性及系统的生产能力、原料和能量消耗等。
一、压力
提高压力利于提高氨的平衡浓度,也利于总反应速率的增加。
选择压力的依据:能耗、原料费、设备投资在内的综合费用。 经分析，总能耗在15～30MPa间相差不大，数值较小；就综 合费而言，压力从10MPa提高到30MPa时,下降40%左右 国内合成氨的压强为20～32MPa的压力。 许多新建的厂采用 15～20 MPa的压力。
实际的热效应还应考虑在给定组成条件下混合热的影响等。
第二节合成氨反应的动力学
1. 反应机理
氨合成为气固相催化反应，氮、氢气在催化剂表面反应过程 的机理，可表示为： a．混合气体向催化剂表面扩散(外 内扩散过程)；
化工工艺学阶段练习题-2
化工工艺学阶段练习题-2（包括烃类热裂解、氯化两章内容）第三章烃类热裂解（13题）一、为什么说以乙烯为首的低级烯烃在化工生产中有重要地位？二、简述低级烯烃工业生产方法。
三、何为烃类热裂解的一次反应和二次反应？四、烃类热裂解的二次反应对生产有哪些影响？五、简述烃类热裂解在原料烃中混入水蒸气的主要作用和优点。
六、简述裂解温度对烃类热裂解反应的影响，一般裂解温度为多少？七、简述油轻质油为原料，经热裂解过程制取裂解气（40°C）的工艺流程。
八、简述急冷换热器的结构和作用。
九、工业生产上有哪两种冷却方式？各有何有缺点？十、经冷却后的裂解气中含有哪些组分？十一、裂解气中有害杂质包括哪些物质？需将他们脱除的理由？脱除方法？十二、烃类热裂解产物裂解气的分离采用何种方法？工业生产中选用哪些冷剂？十三、简述脱甲烷塔在裂解气分离过程中的作用和地位。
第四章氯化（7题）一、何为氯化剂？工业上经常用到的氯化剂是哪些？二、何谓平衡氧氯化法？工业上采用平衡氧氯化法生产氯乙烯有何特点？三、平衡氧氯化法生产氯乙烯包括哪三步反应？写出化学反应式。
四、简述乙烯与氯气加成氯化制1,2-二氯乙烷的反应型式、工艺条件、催化剂、副反应、反应器等五、简述乙烯氧氯化制1,2-二氯乙烷的反应型式、副反应、工艺条件、催化剂。
六、乙烯氧氯化制1,2-二氯乙烷选择何种反应器？说明选择依据。
反应温度如何控制和调节？七、简述1,2-二氯乙烷裂解生成氯乙烯过程的反应型式、副反应、工艺条件、反应器和反应温度控制和调节方式。
参考答案第三章烃类热裂解（13题）一、为什么说以乙烯为首的低级烯烃在化工生产中有重要地位？在自然界中，没有烯烃存在。
乙烯、丙烯、丁烯等低级不饱和烯烃具有双键，化学性质非常活泼，能合成多种化工产品。
乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，而工业上所用的乙烯，大部分是从石油炼制工厂和石油化工厂所生产的气体里分离出来的，其中乙烯产品占石化产品的70%以上，在国民经济中占有重要的地位。
【石油华东】《化工工艺学》2021年春季学期在线作业(三)【答案】
19.氯乙烯是()年由法国人Vregnault首先在实验室制成的，他是用氢氧化钾的乙醇溶液处理二氯乙 烷得到的。 A.1700 B.1835 C.1900 D.1905
10.在采用共氧化法生产环氧丙烷过程中，联产物量很大，所产的联产物是异丁烯和()。 A.苯酚 B.丙酮 C.氯乙烯 D.苯乙烯
11.正丁烯氧化脱氢制丁二烯过程中，主要的副反应有()个。 A.四 B.五 C.六 D.七
12.()世纪初叶建成了第一个典型的以含硫矿石和硝石为原料生产硫酸的化工厂。 A.17 B.18 C.19 D.20
2.由于羰基化反应的应用越来越广泛，它的发展趋势主要体现在()个方面。 A.二 B.三 C.四 D.五
3.化工生产过程一般可概括为原料()、化学反应和产品分离和精制这些步骤。 A.选择 B.价廉易得 C.预处理 D.安全性能好
4.烃类裂解的原理是高温、()和低烃分压，低烃分压通常用加入惰性气体的方式实现。 A.短停留时间 B.长停留时间 C.水蒸气 D.急冷器
5.催化氧化的技术进展主要体现在()个方面。 A.二 B.三 C.四 D.五
6.操作条件在化工生产过程中是一个必须考虑的主要因素，根据原理可得：高压有利于裂解气的分 离，在目前的生产中，顺序分离流程通常采用的是()级压缩。 A.三 B.四 C.五 D.六
7.丁二烯的用途较大，目前它的主要来源是裂解副产品混合通过特殊精馏得到，西欧和日本的全部、 美国()的丁二烯是通过这一途径得到的。 A.60% B.70% C.80% D.90%
化学工艺学1~5章部分课后习题详解.docx
第二章2-1 为什么说石油、天然气和煤是现代阿化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？答：石油化工自 20 世纪 50 年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有 90%来源于石油和天然气。
90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。
其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。
2-2 生物质和再生资源的利用前景如何？答：生物质和再生能源的市场在短期内不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧张的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线2-3 何谓化工生产的工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的。
答：将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。
化工生产工艺流程的组织可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。
如“洋葱”模型。
2-4 何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？答：循环流程是指未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。
循环流程的主要优点是能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。
其缺点是动力消耗大，惰性物料影响反应速率及产品收率。
2-5何谓转化率？何谓选择性？何谓收率？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？答：转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用X表示；选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比，用S 表示；收率。
；原因：对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生产副产物的许多副反应只用转化率来衡量是不够的。
化工工艺学-第三章-无机酸、碱及化学肥料
一、纯碱Na2CO3（苏打/碱灰）
分类：轻质(light)、中重质(medium)、重质(dense)。 化学性质：强碱性，高温分解，易生成氧化钠。 生产历史：天然碱，草木灰→ 1791年路布兰法→1861
年氨碱法（索尔维法）→1943联合制碱法（侯德榜）
纯 碱 的 用 途
路布兰制碱法（芒硝、石灰石、煤）
铅室法：
利用高级氮氧化物（主要是三氧化 二氮）使二氧化硫氧化并生成硫酸： SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO
接触法：
铅室法制硫酸流程图
硫 SO2的制备 酸 硫磺 S+O2→SO2 的 硫铁矿 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2 工 业 SO2氧化制SO3 生 2SO2 + O2 → 2SO3 产 SO 的吸收 3 方 nSO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l)+(n-1)SO3(l) 法
3、加热碳酸氢钠，得到碳酸钠 2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2
侯氏制碱法的流程图
该工艺的优点： 1、提高了NaCl利用率(96%) 2、产生了有用的化工原料和肥料NH4Cl
二、烧碱NaOH（苛性钠、火碱）
生产方法：
苛化法
Na2CO3 +Ca(OH)2＝2NaOH+CaCO3↓
4、稀硝酸生产的工艺流程
稀硝酸生产分为常压法、加压法及综合法三种流程。
综合法具有明显的优势。其特点是常压氧化、加压吸收，
氨转化率95%，产品酸浓度47~53%，吸收效率高达98%。
氧化炉：1.16MPa； 921℃；NH3+O2→NO；
氧化器 NO+O2→NO2/N2O4 吸收塔 NO2+ H2O→HNO3+NO
《化工工艺学》简答题含答案
第一章 合成氨1.合成氨的主要生产工序，各工序的作用和任务？答：1.原料气制备，制备含有氢、氮的原料气。
用煤、原油或自然气作原料，制备含氮、氢 气的原料气。
2.净化，由于无论用何种方法造气，原料气中都含有对合成氨反响过程有害的 各种杂质，必需实行适当的方法除去这些杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体 精制过程。
3.压缩和合成，将纯洁的氢、氮混合气压缩到高压，在铁催化剂的作用下合成氨。
2.写出烃类蒸汽转化的主要反响。
CH 4+H 2O(g)=CO+3H 2，CH 4=2 H 2+C3. 简述常用脱硫方法及技术特点以及适用流程。
答：干法脱硫(氧化锌法脱硫；钴钼加氢脱硫法)是用固体吸取剂吸取原料气体中的硫化物一 般只有当原料气中硫化氢质量浓度不高标准状态下在3-5g/m 3 才适用。
特点：能脱除有机硫和无机硫而且可以把脱得很精细，但脱硫剂不能再生而且设备浩大占地多，不适用于脱除大 量无机硫，只有自然气、油田气等含硫低时才使用；湿法脱硫〔化学吸取法，物理吸取法， 化学-物理综合吸取法〕特点：脱硫剂是便于运输的液体物料，脱硫剂是可以再生并且能回 收的硫磺，适用于脱除大量无机硫。
4. 改进 ADA 法脱硫的主要化学反响和脱硫原理是什么？ADA 法脱硫主要化学反响及脱硫原理：在脱硫塔中用 PH 为 8.5--9.2 的稀碱溶液吸取硫化氢并生成硫化氢物：H S + Na CO 2 2 3 = NaHS + NaHCO 3 液相中的硫化氢物进一步与偏钒酸钠反响，生成复原性焦性偏钒酸钠盐并析出无素硫 2NaHS +4NaVO + H O = NaVO +4NaOH +2S ↓ 3 2 2 4 9复原性焦性偏钒酸钠盐接着与氧化态ADA 反响，生成复原态的ADA 和偏钒酸盐 NaV O + 2ADA + 2NaOH + H O ＝ 4NaVO + 2ADA(H) 2 4 9 2 3 复原态的ADA 被空气中的氧气氧化成氧化态的ADA ，其后溶液循环使用2 ADA (H) + O 2 = 2 ADA + 2 H O 24. 少量 CO 的脱除方法有哪些？答：铜氨液洗涤法、甲烷化法、液氮洗涤法。
化工工艺学3章
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含硫原料 原料气的制备 含二氧化硫炉气 炉气净制 净化炉气 二氧化硫转化 炉气净制 二氧化硫转化 含三氧化硫气体 吸收成酸 吸收成酸 硫酸 生产硫酸的原料 硫铁矿：主要成份是FeS 磁硫铁矿： 硫铁矿：主要成份是FeS2。磁硫铁矿：主要成份 量越高，锻烧时放热越多。 为Fe7S8。含S量越高，锻烧时放热越多。两种矿 量相同时， 含S量相同时，磁硫铁矿锻烧放热量比普通硫铁矿 30%左右 自然开采的硫铁矿都含有很多杂质， 左右。 高30%左右。自然开采的硫铁矿都含有很多杂质， 使矿呈灰、 黄铜等不同颜色。 使矿呈灰、褐、黄铜等不同颜色。通常含硫量只 30%~50%。 有30%~50%。 • 硫磺：使用天然硫磺生产硫酸最好，但我国矿少。 硫磺：使用天然硫磺生产硫酸最好，但我国矿少。 • 其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。 其它原料：硫酸盐、冶炼烟气、含硫工业废料等。
图 3.2
2 余热的回收
• 焙烧时放出大量的热，炉气温度850~950°C， 焙烧时放出大量的热，炉气温度850~950° 若直接通入净化系统，设备要求高。 若直接通入净化系统，设备要求高。直接冷却后 净化也是能量的极大浪费。 净化也是能量的极大浪费。通常设置废热锅炉来 回收热量， 回收热量，或产蒸汽发电或直接推动动力机械作 功。 • 硫铁矿废热锅炉的特殊性：1.含尘量大，不要直 硫铁矿废热锅炉的特殊性：1.含尘量大 含尘量大， 接冲击锅炉管，注意炉管排列间距要大， 接冲击锅炉管，注意炉管排列间距要大，防止积 量大，腐蚀性强，注意防止SO 灰。2. 含S量大，腐蚀性强，注意防止SO3在壁 内冷凝。所以应采用较高压力以提高SO3露点， 内冷凝。所以应采用较高压力以提高SO 露点， 防止腐蚀。3.防止炉气泄漏和空气进入炉内 防止炉气泄漏和空气进入炉内。 防止腐蚀。3.防止炉气泄漏和空气进入炉内。一 种沸腾焙烧和废热回收流程如图3.3。 种沸腾焙烧和废热回收流程如图3.3。
煤化工工艺学之气化工艺习题集三、四章
第三章试题一、填空题1、叫做植物的成煤作用。
一般认为，成煤过程分为两个阶段即和。
2、不同煤种的组成和性质相差是非常太的，即使是同一煤种，由于成煤的条件不同，性质的差异也较大。
、以及之间的差异，会直接影响和决定煤炭气化过程工艺条件的选择，也会影响煤炭气化的结果。
3、无烟煤、焦炭、半焦和贫煤作为气化用煤的主要特性是。
4、烟煤作为气化用煤的主要特性是。
5、煤气的发热值是指。
6、压力增大，同一煤种制取的煤气的发热值越高，同一操作压力下，煤气发热值由高到低的顺序依次是褐煤、气煤、无烟煤。
这是由于。
7、煤炭气化过程主要是煤中的碳和水蒸气反应生成氢，这一反应（填吸收或放出）大量的热量，该热量是通过来维持。
8、煤中的水分存在形式有三种，包括、、 .9、煤中的水分和有关，随煤的变质程度加深而呈规律性变化；即从泥炭、褐煤、烟煤、年轻无烟煤，水分，而从年轻无烟煤到年老无烟煤，水分又增加。
10、所谓的气化效率是指，气化效率能够反映总能量的有效利用程度。
11、一般地，从加压气化炉排出的灰渣中碳含量在左右，常压气化炉在左右，对于液态排渣的气化炉，常在以下。
12、煤中的硫以和的形式存在，中国各地煤田的煤中硫含量都比较，太多在以下。
13、简单地说，灰熔点就是灰分熔融时的温度．灰分在受热情况下，一般经过三个过程。
即、、温度，对煤炭气化而言，一般用作为原料灰熔融性的主要指标。
14、燃料的反应性就是燃料的化学活性，是指。
一般以的还原系数来表示，如下式所示：二、判断题1、褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。
在这个过程中煤的性质发生变化，所以这个过程叉叫做变质作用。
（）2、无烟煤这种煤炭气化时黏结，并且产生焦油，煤气中的不饱和烃、碳氢化合物较多，煤气净化系统较复杂，煤气的热值较高。
（）3、褐煤气化时不黏结但产生焦油。
褐煤是变质程度较高的煤，加热时不产生胶质体，含有高的内在水分和数量不等的腐殖酸，挥发分高，加热时不软化，不熔融.（）4、一般来说，煤中挥发分越高，转变为焦油的有机物就越多，煤气的产率下降。
化学工艺学潘鸿章第三章习题
第三章 吸收习题1.由本章表3-1知，在20℃和0.1013 MPa 下，CO2在水中的溶解度为0.878m3（标准）/ m3{ (H2O)。
设CO2在水中溶解时符合亨利定律，所得溶液的密度近于1000kg ．m-3，试求溶解度系数、亨利系数和相平衡系数。
若将含CO230%的混合气体在该条件下通入质量浓度为0.66 kg ．m-3的CO2水溶液中，问能否进行吸收？如果能，则在长时间通气后，溶液的最终浓度是多少？解：（1）（2）答：略。
2．工业生产环氧乙烷时，需用水作吸收剂吸收反应器出来的混合气中的环氧乙烷。
已知该气体含0.738%环氧乙烷，试计算100 kg 水能吸收多少千克的环氧乙烷。
已知操作条件下，亨利系数为453.82 kPa 。
4.22878.0/0389.01000444.22/878.010004.22/878.03≈=⨯+==m kmol V n c MPa m kmol p c H ⋅===3*/3850.01013.0039.03/56.55181000m Kmol c T ==MPa H c E T 3.144385.056.55===5.14241013.03.144===总P E m 3846.018/100044/66.044/66.05.1424*=+⨯==mx y 发生解吸∴=3.0*y y 00021.05.14243.0**===∴=m y x mx y解：答：略。
3. NH 3溶解于水为稀溶液时，符合亨利定律。
拟在温度1 5℃时用水吸收混合气体中的NH 3。
，设备内压力为0.l MPa ，H=640.7kmol.m -3.MPa -1,k y =0.28mol.m -2.s -1,k x =5.25mol.m-2.s-1 。
求吸收总传质系数Ky ，，液膜阻力、气膜阻力占总阻力的分数。
解：液膜阻力：0.165/3.735=4.418%气膜阻力：3.57/3.735=95.582%答：略。
化工工艺学习题考试复习
第一章绪论1、化工工艺学：研究由化工原料到化工产品的转化工艺，系指原料物质经过化学反响转变为产品的方法和过程，包括实现这种转化的全部化学和物理的措施。
2、化工工艺学是研究内容：由化工原料加工成化工产品的生产过程的生产方法、原理、流程和设备。
3、化工工艺学的研究目的：是创立技术先进、经济合理、生产平安、环境无害的生产过程。
4、化工生产过程：原料预处理、化学反响、产品别离及精制和产品包装及储运四大步骤6、“三烯三苯一炔一萘〞：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯以及乙炔和萘。
7、绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产品，对人类的安康和环境都应该是友好的。
第二章化工原料1、化学工业的主要原料：包括煤、石油、天然气和农副产品等。
2、煤的化工利用途径主要有煤干馏、煤气化、煤液化、煤制电石。
3、煤的干馏是煤在隔绝空气条件下，加热分解形成气态〔煤气〕、液态〔焦油〕和固态〔半焦或焦炭〕产物过程〔炼焦、焦化〕4、煤的气化以煤、焦炭〔半焦〕为原料，以水蒸汽、氧气或空气为气化剂，在高温〔900～1300℃〕条件下，转化成主要含有氢气和一氧化碳的过程。
5、对石油进展一次加工和二次加工。
一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏；二次加工主要方法有：催化重整、催化裂化、加氢裂化和烃类热裂解等。
6、原油预处理：方法：用加破乳剂和高压电场联合作用的脱水脱盐——电脱盐脱水。
罐注水目的：溶解原油中结晶盐、减弱乳化剂作用、利于水滴聚集。
原理：破乳剂和高压电场作用下破乳化，使水凝聚沉降别离。
为什么原油要进展预处理：含盐、含水来源；含水——增加燃料消耗和冷却水消耗；含盐、----在炉管、换热器管形成盐垢，堵塞管路；设备腐蚀7、原油常减压蒸馏主要设备：常压塔，蒸馏塔。
原因：其中350℃以上的高沸点馏分，在高温〔>400℃〕会发生分解和缩合反响，产生焦炭，导致管路堵塞. 现代技术通过减压蒸馏可从常压重油中拔出低于550℃的馏分。
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化工工艺学第三章《硫酸》作业
1.写出硫酸工艺各工段所涉及的主要化学反应方程式。
（即：焙烧反
应、转化反应、吸收反应、尾气处理四大工段）
2.硫酸的配矿要求有哪些？焙烧温度为多少？若超过温度会有什么
不良后果反应？
3.“转化”之前为什么要对“焙烧”来的炉气做净化及干燥。
并补充
完下列表格。
炉气的净化及干燥
炉气净化顺序作用设备炉气净化原理
机械除尘集成器
旋风除尘器离心除尘、矿尘将至20—30g/Nm³
酸洗除尘用60—70%硫酸降温喷淋洗涤炉气；
塔为空塔；沉降槽沉降酸泥中大部分
矿尘（矿尘溶于酸中）。
二洗塔
除酸雾静电除雾器
除水分利用93%浓硫酸的强吸水性吸收水分4.转化工段是如何实现使转化温度围绕最佳温度分布曲线进行的？
（简答）
5.转化器中填充什么催化剂？一般转化器分几段？换热器是如何实现
换热的？
6.干燥与吸收工段填表。
干燥塔吸收塔塔型（填料or空塔or挡板式）
喷淋酸浓度
循环酸贮槽补充的酸的浓度
补充酸的来源
产品。