无机化工工艺学
无机化学工艺学复习题
无机化工工艺学复习题一、填空题1、烃类造气一般有三种方法，即、、。
2、写出一氧化碳变换反应：，其特点为、。
3、一氧化碳变化催化剂主要有：系催化剂、系催化剂、系催化剂。
4、根据气化剂不同，工业煤气可以分为四种、、、。
5、间歇法制半水煤气时燃料分区从上往下依次是、、氧化区、灰渣层，其中以层温度最高。
6、合成氨原料气脱硫方法根据脱硫剂状态可以分为脱硫、脱硫。
7、甲烷化法的基本原理用方程式表示是。
8、制半水煤气的工艺条件：三高一短：、、、。
9、煤气化的工业方法：其供热方式可以采用以下几种方法：即、、。
10、用于合成氨的原料可分为：、和其中初始原料包括、、、、、。
11、烃类蒸汽转化反应最终可用来代表，其反应式为、。
12、催化剂的条件一般包括：、和13、催化剂中毒分为和其中硫可导致Ni中毒，而砷可导致Ni中毒。
14、一氧化碳变化工艺条件包括、、。
15、烃类蒸汽转化反应工艺条件包括、、、。
16、二段转化反应出口温度和一段转化反应出口温度一般分别为和17、烃类蒸汽转化反应工艺条设备主要包括和。
18、烃类蒸汽转化反应工艺条设中的空间流速主要包括、、和19、CO变换的反应中，分段冷却的方式可分为两种方式即为和20、铜氨液吸收法是一种常用的精制原料气方法，根据酸根不同，铜氨液可分为、和三种。
21、根据吸收剂性能不同，脱碳方法分物理吸收和化学吸收，碳酸丙烯酯法属于者。
22、目前常用的碳酸钾法脱碳流程是吸收与再生流程。
23、低价铜离子和高价铜离子浓度的总和称为，二者之比称为。
23、原料气的最终净化方法包括、和。
24、铜氨液吸的组成有、、和。
25、铜氨液吸的CO的基本原理为。
26、硫容量分为和。
二、选择题1．半水煤气中（CO+H2）与N2的比例为（）。
A．3.5～4.0∶1B．3～5∶1C．3.1～3.2∶1D．3∶1左右2．甲烷化法采用的催化剂是（）。
A．Cu B．Zn C．Fe D．Ni3．氨合成采用的催化剂是（）。
A．Cu B．Zn C．a-Fe D．Ni4．氨合成的温度一般控制在（）。
无机化工工艺学
第二章、固体燃料气化1、最近十多年我国合成氨原料构成是以煤、焦炭为主。
2、煤化过程的第一阶段，首先是形成年轻的泥炭，继后逐次形成褐煤、次烟煤、烟煤、最终形成无烟煤和天然石墨。
3、煤气的分类：（1）空气煤气以空气作为气化剂所制得的煤气，可作为合成氨原料气中氮的来源。
（2）水煤气以水蒸气作气化剂所制得的煤气。
其中氢气和一氧化碳的含量在85%以上。
主要作为合成氨原料气中氢气的来源。
（3）混合煤气以空气和适量水蒸气的混合物作气化剂所制得的煤气。
主要用作工业气体燃料。
半水煤气分别以空气和水蒸气作气化剂，然后将分别制得的空气煤气和水煤气按混合后气体中（H2+CO）与N2的摩尔比为3.1-3.2的比例进行掺配。
4、5、煤在汽化炉中进行的气化过程包括：干燥、热解以及由热解生成的碳与气化剂反应阶段。
一）、煤的干燥：煤中水分包括三类：1、吸附在煤表面的外表水，叫游离水；2、吸附于煤结构体毛细孔中的吸附水3、煤中含氧基团-OH和-COOH相连的水，叫化学键态水。
其中1和2中的水在温度高于100℃，即可缓慢的释出（此过程为蒸发）。
3中的键态水在150-300℃时，开始分解，放出CO2和CO。
二）煤加热分解：三）、气化反应的化学平衡：1、以空气或富氧空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为：C+O2= CO2；C+1/2O2=CO；C+CO2=2CO；CO+1/2O2=CO26、O2全部与C反应生成CO2，CO2的平衡转化率为α，总压为P；空气中N2∕O2的摩尔比为79∕21=3.76计算基准取1molO2。
C + CO2 = 2CO平衡时：1-ɑ2ɑ气相总量=1-ɑ+2ɑ+3.76=4.76-ɑmol由此求得各组分分压将分别代入平衡常数式中整理得：7、以水蒸汽作气化剂时碳与水蒸汽的反应为：C+H2O(g)=CO+H2 ，C+2H2O(g)=CO2+2H2 CO +H2O(g)=CO2+2H2 C +2H2=CH48、制取半水煤气的工业方法，按其供热方式可分为：①蓄热法也称间歇式制气法。
无机化工工艺学-尿素
半循环法：将一部 分或大部分未反应的 NH3和CO2返回合成塔 使用，这类循环氨的 利用率为42-73%。
1-二氧化碳压缩机；2-液氨泵；3-尿素合成塔； 4-预分离器；5-高压加热分离器；6-低压加热分 解器；7-高压吸收器；8-氨冷凝器
全循环法（流程附后1.4）：将未转化成尿素的NH3和CO2经减压加热 或气提分离后，全部返回合成系统循环利用，构成密闭的循环系统 ，原料的利用最充分，氨利用率高达98%以上。
④气提法 利用一种气体介质在与合成等压的条件下分解甲铵并将分解物返
回系统。 依气提介质的不同分为CO2气提法、NH3气提法、变换气气提法。
优点：热量回收完全，低压NH3和CO2处理量较少，技术经济指标先 进，是尿素发展的方向。
20世纪60年代初期, 斯塔米卡邦与DSM的研究中心一起开发了新的 尿素工艺———二氧化碳气提法,并于1967 年建成工厂投入生产,使尿 素生产的能耗大为降低。
意大利的SnamProgetti 也于1966 年建成了第一个以NH3作为气提 气的氨气提法尿素工厂(日产70 t) ,其设备采用框架式立体布置,而且 NH3直接加入气提塔底部,为第一代氨气提法。70 年代中期SNAM改进 了设计,设备改为平面布置,而且也不直接向气提塔加入气氨,即所谓的 自气提工艺或称为第二代氨气提法工艺。
由于添加的水量不同，又可分为两类：
添加水量较多，分子比近于1，称为碳酸铵盐水溶液全循环法。 添加水量较少，基本上以甲铵溶液返回系统，称为氨基甲酸铵溶
液全循环法。
难度—气液分离的温度不可太高，以免使生成的尿素分解；液体吸收 气体的温度不可太低，以防出现固体结晶；返回系统的水量必须控制 在最少，否则由于有水进入反应器，一次通过的尿素合成率太低，造 成大量溶液循环。
无机化工工艺学第三版
无机化工工艺学第三版《无机化工工艺学》是一本介绍无机化工工艺的教材，这是第三版的版本。
本书内容丰富全面，涵盖了无机化工工艺学的基本理论、技术应用和相关工程实践。
下面将简要介绍本书的主要内容和意义。
首先，本书的第一章到第四章主要介绍了无机化工工艺学的基本概念、基本原理和基本过程。
包括无机化工的定义、分类和特点，以及无机化工工艺的基本原理、传热传质过程、相变过程和反应动力学等内容。
这些章节对于初学者来说是很重要的，它们可以帮助初学者理解无机化工工艺学的基本理论和方法。
其次，本书的第五章到第九章介绍了无机化工工艺学的主要技术应用和相关工程实践。
其中包括无机化工反应器的设计与操作、燃烧和氧化过程、干燥和结晶过程、分离和纯化过程、以及催化剂和吸附剂的应用等。
这些章节详细讲解了各种无机化工工艺的原理、设备和操作方法，对于实际工程中的无机化工工艺设计和操作具有重要意义。
此外，本书还介绍了一些无机化工工艺学的前沿技术和研究方向。
比如，杂质的控制与去除、废水处理和固体废弃物的处理等。
这些内容反映了无机化工领域的最新研究进展和工程实践，并提供了一些解决实际问题的方法和思路。
《无机化工工艺学》第三版的出版对于无机化工工程专业的学生和从事无机化工工程研究和实践的工程技术人员都具有重要意义。
通过学习本书，可以帮助学生掌握无机化工工艺学的基本理论和技术方法，培养工程实践能力。
对于工程技术人员来说，本书可以帮助他们理解新技术和新方法的原理，并提供实际操作和问题解决的参考。
综上所述，《无机化工工艺学》第三版是一本内容丰富、全面详细的教材，对于无机化工工程学科的学术研究和实际工程应用都具有重要意义。
希望通过学习本书，读者能够更好地理解无机化工的基本理论和技术方法，并在实际工程中能够灵活运用。
无机化工工艺学——纯碱
❖ 析出碳酸氢钠
❖
Na+ + HCO3－ = NaHCO3 (s)
❖ 反应到一定时间后，氨基甲酸铵的水解是控制步骤，所以
塔中要保持足够的溶液量使反应时间充分。
27
4.2.2 氨碱法的工业生产
碳酸化度R的定义
游离 已结合
R
溶 液 中 全 部CO2浓 度 总氨浓度
CCO2 2C NH3 C NH3,T
5
4.1 概述
四、生产方法
❖草木灰 ❖ 氨碱法生产纯碱 ❖ 联碱碱法生产纯碱（侯氏法） ❖ 路布兰法 湿法芒硝制碱法 干法芒硝制碱法 ❖ 天然碱加工提纯制纯碱
6
4. 2 碱法制纯碱
4.2.1 氨碱法的生产过程
（1）CO2气和石灰乳的制备。煅烧石灰石制得 石灰和二氧化碳，石灰消化而得石灰乳。
（2）盐水的制备、精制及氨化，制得氨盐水。 （3）氨盐水的碳酸化制重碱。来自石灰石煅烧 及重碱煅烧的CO2，经压缩、冷却送至碳化塔。 （4）重碱的过滤及洗涤（即碳化所得晶浆的液 固分离）。 （5）重碱煅烧制得纯碱成品及CO2。 （6）母液中氨的蒸馏回收。
❖ 总组成在 AC 线上，
只 析 出NaHCO3 时 ，
又必须在其饱和面
上 。 所 以 在 RS 线
无机化工工艺学全貌介绍
阐述蒸馏和萃取分离的原理、方法和设备， 以及操作条件的选择和控制。
结晶与沉淀分离
介绍结晶和沉淀分离的原理、方法及设备。
离子交换与吸附分离
分析离子交换与吸附分离的原理、方法和应 用范围。
废气、废水和固废的处理
废气处理
介绍废气的来源、危害及处理方法，包括吸收、吸附、催化燃烧 等方法及设备。
促进经济发展
无机化工工艺学的发展对于推动经济发展具有重要作用。通过改进生产工艺，提高生产效率，降低生 产成本，可以增加企业的竞争力，促进产业升级和转型。
无机化工工艺学的历史与发展
历史回顾
无机化工工艺学的发展可以追溯到古代的冶金和陶瓷制造。随着工业革命的兴起 ，无机化工工艺学得到了快速发展，各种新的提取、合成和加工技术不断涌现。
01
概述无机化工中常见的化学反应类型、特点和应用。
反应动力学与热力学
02
介绍反应速率、反应机理、活化能等反应动力学知识，以及反
应平衡常数、反应热等热力学知识。
反应器类型与选择
03
阐述不同类型反应器的原理、特点和使用范围，以及选择反应
器的原则和依据。
产品的分离与提纯
分离与提纯的目的与方法
说明分离与提纯的目的、基本原则和常用方 法。
03 无机化工工艺流程
原料的预处理
原料的来源与性质
介绍无机化工原料的来源、种类 及性质，说明原料选择的原则和
要求。
原料的破碎与混合
阐述原料破碎的目的、方法和设备， 以及混合操作的原理和设备。
原料的干燥与除杂
分析原料干燥和除杂的必要性，介 绍常用的干燥和除杂方法及设备。
化学反应原理与设备
无机化工中的化学反应
无机化工工艺学 Word 文档
一、填空或选择✧硫酸的制造方法有：铅室法、塔式法和接触法；其中接触法常用。
✧硫铁矿制酸工艺有沸腾焙烧、电除尘、酸洗净化、电除雾、塔式干吸、两转两吸✧硫铁矿是中国硫酸生产的主要原料，硫铁矿的主要成分是二硫化铁（FeS2）✧接触法制硫酸的三个基本工序：焙烧、转化、吸收✧硫铁矿是处理方法有：硫铁矿的破碎、筛分、配矿、脱水✧硫铁矿焙烧反应是一个气-固相非催化反应✧提高硫铁矿焙烧反应速率的途径有：1、提高反应温度，2、减小矿料粒度，3、提高气体与矿粒的相对运动速度，4、提高入炉气体的氧含量。
✧硫铁矿焙烧炉有：块矿炉、机械炉、沸腾炉，其中现代工业均使用沸腾炉✧焙烧工段的主要作用是制出合格的SO2炉气，并清除炉气中的矿尘✧影响沸腾炉焙烧温度的主要因素有投矿量、矿料的含硫量和水分，以及风量。
✧调节炉底压力可采用调节风量和投矿量两个措施✧炉气的冷却方式有：1、绝热降温（只降温不移热量）2、移热降温✧净化工序由洗涤设备、除雾设备和除热设备组成✧炉气净化流程分湿法和干法两类，目前湿法用得最普遍。
湿法因洗涤液不同分为酸洗和水洗两种，以酸洗为主✧要提高SO2的平衡转化率可降低反应温度、提高系统压力和使用富氧焙烧等措施，还可以移去生成物SO3✧钒催化剂以五氧化钒为主要活性组分，以碱金属（主要是钾）硫酸盐为助催化剂，以硅胶、硅藻土、硅酸铝等作载体✧钒催化剂的毒物有砷、氟、酸雾和水分，还有矿尘✧SO2转化为SO3是从经典的气-固相催化理论走向气-液相催化理论。
✧一般，换热方式有冷激式、间接换热式、冷激与间接换热组合式。
其中冷激式又分原料气冷激和空气冷激两种，冷激与间接换热组合式用得最多✧经两次转化后，SO2的转化率可表示为：X f=X1+(1-X1)X2,其中X1、X2、X f表示第一、第二、最终转化率✧氮肥、磷肥与钾肥是三大营养元素肥料，称为大量元素肥料。
硫肥、钙肥和镁肥称为中量营养元素肥料。
硼、锌、铁、锰、铜、钼等称为微量元素肥料。
无机化工工艺学复习题库及答案
无机化工工艺学复习题库及答案一、填空1．氨是由 H 2 和 N 2 直接合成的，主要用于 农业肥料 。
2．合成氨生产的原料，按物质状态可分为 焦炭 、 天然气 、 石脑油 三类 。
3．生产合成氨的主要步骤有___造气___、___净化__、_压缩和合成___三个。
4．蒸汽转化法制得的粗原料气应满足 残余甲烷含量的体积分数不超过0.5% 和22N CO H (摩尔比)≈2.8~3.1 要求。
5．影响重油气化反映的主要因素是 温度 、 压力 、 氧油比 和 蒸汽油比 。
6．煤气中的硫化物分为无机硫和有机硫，其中无机硫约占系统的 90%~95% ，有机硫化物约占 10% 左右。
7．采用物理吸收法脱除CO 2适用于 CO 2>15% 的煤气，常用方法是 低温甲醇法（或聚乙二醇二甲醚法—NHD 法） 。
8. CO 变换反应 CO+ H 2O== CO 2+ H 2 。
9．工业上制取氢气的方法主要是 固体燃料气化法 、 气态烃蒸汽转化法 和 液态烃部分氧化法 。
10．中国合成氨总产量位居世界第一，其中大型企业占总产能的 22% ；用煤为原料生产合成氨的约占总产量的 67% 。
11．合成氨工业上应用较多的粉煤气化炉有 K —T 炉 和 德士古炉 炉。
12．甲烷蒸汽转化反应一、二段转化气中残余甲烷含量分别按 10% 和 0.5% 设计。
13．重油气化反应过程十分复杂，主要过程是重油雾滴升温气化、 气态烃的氧化燃烧 、 气态烃高温热裂解和气态烃与蒸汽反应四类过程。
14．干法脱硫最大优点是 脱硫精度高 ，适用于脱除 低硫或微量硫 。
15．采用化学吸收法脱除CO 2适用于 CO 2<15% 的煤气，常用方法是 热碳酸钾法（或有机胺法——活化MDEA 法） 。
16．氨的合成反应后气体中氨含量不高，一般只有 10%~20% ，工业上常采用 冷凝 法将氨从气体混合物中分离。
，二、判断题1、以空气为气化剂生产的煤气叫做水煤气，其组成中含有大量的H 2和CO ，发热量很高，可作为燃料。
无机化工工艺学
合成氨作业1、内表面利用率：固体内孔隙中深度大于宽度的裂缝，孔和空腔内壁的面与反应介质相接触的面积。
1、少量CO最终化法：甲烷化法、深冷分离法、铜氨液吸收法。
1、富液：在吸收塔的吸收操作中，易溶组分在塔内被吸收剂吸收后，于塔底流出的溶液（其中包含有被吸收组分）。
贫液：洗涤滤饼所得到的极少或没有回收价值的液体(溶液)。
2、闪点：在规定条件下，加热式样，当式样达到某温度时，式样的蒸汽和周围空气的混合气，一点与火焰接触，即发生闪燃现象，发生闪燃时试样的最低温度称为闪点。
3、氨净值：氨合成塔出口气相中氨含量与进口气相中氨含量的差值。
4、最佳温度：对一定类型的催化剂和一定气体组成而言，必将出现最大的反应速度值，与其对应的T。
5、为什么不能按最佳温度线操作？答：①在反应前期，因距平衡尚远，即使离开最佳温度线，仍有较高反应速率。
②随着反应的进行，温度应逐渐降低，故需要从催化剂床层中不断移去热量，因此，变换各段温度是综合各方面因素而确定的：A、高温变换：a、应在催化剂活性温度范围内操作，反应开始温度应高于催化剂起始活性温度20左右。
b、对着催化剂使用年限的增长，由于中毒、老化等原因，催化剂活性降低，操作温度应适当提高。
c、为了尽可能接近最佳温度线进行反应，可才用分段冷却；冷却方法：间接换热式（用原料气或饱和蒸汽间接换热），直接冷激式（用原料气、水蒸汽或冷凝水直接加入反应系统进行降温）B、低温变换：由于温升小，催化剂不必分段；注意根据气相中水蒸汽含量，确定低变过程的温度下线。
6、煤气有哪几种？各有什么特点？答：①空气煤气，以空气为气化剂所制的的没气。
按体积分数计，其中约含50%N2，一定量的CO及少量的CO2和H2。
属于一种低热值煤气可作工业燃料气用，也可作合成氨原料气中N的来源。
②水煤气，以水蒸汽作为气化剂所制的的煤气。
按体积分数计，其中H2和CO的含量约在85%以上，含N量低，热值高，主要作为合成氨原料气中H2来源。
无机化工工艺学仲剑初内容概述
无机化工工艺学仲剑初内容概述一、引言无机化工工艺学是指对无机化学原理和化工工艺原理的结合，研究和掌握制备无机化合物及其产品的生产过程。
本文将从无机化学原理、反应类型、反应条件、设备选择、生产工艺等方面详细介绍一种无机化合物的生产工艺。
二、无机化学原理本次生产的目标产品为氯化铝，其分子式为AlCl3。
氯化铝是一种重要的无机化合物，在冶金、建筑材料、制药等领域有广泛应用。
其制备的主要原料为铝和氢氯酸。
三、反应类型1. 铝与氢氯酸发生置换反应生成氯化铝。
2Al + 6HCl → 2AlCl3+ 3H2↑四、反应条件1. 反应温度：反应温度一般在80℃左右，过高或过低都会影响反应速率和产率。
2. 反应压力：由于该反应属于常压下进行，所以不需要额外增加压力。
3. 反应时间：反应时间约为6-8小时，需要充分保证铝与氢氯酸充分接触并发生反应。
五、设备选择1. 反应釜：反应釜是该生产工艺的核心设备，需要选择耐腐蚀、耐高温的材料制成。
常用的材料有不锈钢、玻璃钢等。
2. 加料泵：加料泵需要选择能够承受氢氯酸的腐蚀性，并能够精确计量加入铝和氢氯酸的流量。
3. 冷却器：冷却器用于控制反应温度，需要选择能够承受高温的材料制成。
六、生产工艺1. 原料准备：将铝块切割成小块，氢氯酸稀释至指定浓度。
2. 加入铝块：将铝块加入反应釜中，并启动搅拌器。
3. 加入氢氯酸：将稀释后的氢氯酸通过加料泵计量加入反应釜中。
4. 控制反应温度：启动冷却器，控制反应温度在80℃左右。
5. 反应结束：经过6-8小时的反应后，关闭搅拌器和冷却器，待温度降至室温后取出产物。
6. 精制产物：将产物通过过滤、脱色等工艺进行精制，得到纯净的氯化铝。
七、结论通过以上生产工艺，可以获得高纯度的氯化铝，满足不同领域的应用需求。
在实际生产中，需要注意控制反应条件和选择适合的设备，以保证生产效率和产品质量。
无机化工工艺学 ppt课件
化工工艺学--学习要求
❖ 学习要求：了解上述有代表性的大化工过程 的生产原理、热力学与动力学特征、催化剂 特性、主要设备的结构和特点，掌握其工业 生产方法、工业原理、工艺流程。使学生对 基本化学工业典型过程有深入的了解。
❖ 笔记；作业； ❖ 学习流程示意图（看看）
化工工艺学学习 示意图
第一篇合成氨 目录
无机化工—特点
➢在化学工业中是发展较早的部门，为单元操
作的形成和发展奠定了基础，
➢主要产品多为用途广泛的基本化工原料。 ➢与其他化工产品比较，无机化工产品的产量
较大。
化工生产基本原料简介
❖ 石油、煤、天然气 、农林副产品，各种矿物质 。
❖ 世界能源消耗量： 石油40%、煤27%、天然气23%、核能7%、水 3%。 ❖ 2004年世界石油产量前五位：俄罗斯、沙特、 美国、伊朗、中国。中国石油产量1.75亿吨， 探明储量25亿吨，探明天然气储量1.51亿吨。 ❖ 2004年中国煤炭产量19.8亿吨,居世界第一位。
第一章: 绪论 第二章:固体燃料气化 第三章:一氧化碳变换 第四章:原料气的最终净化 第七章:氨的合成 第八章: 合成氨生产综述
12
第一章 绪 论
一、氨的性质
（一）、物理性质
➢ 标准状态下是无色气体，具有特殊的刺激性臭味。 20℃下将氨气加压0.8MPa时，液化为无色的液体。
三、美国化学工业分类 按美国标准工业分类法
(SIC)
★28 化学品及有关产品
❖ 281 工业无机化学品 ❖ 282 塑料和树脂,合成橡胶,合成纤维和人造纤维 ❖ 283 药品 ❖ 284 肥皂,洗涤剂,清净剂,香料,化妆品及卫生剂 ❖ 285 涂料,清漆,喷漆,瓷漆及有关制品 ❖ 286 工业有机化学品 ❖ 287 农用化学品 ❖ 289 其它化学品
无机化工工艺学123
经过集灰罐分离 出来的还带有少量的 碱粉，由炉气总管导 入炉气冷凝塔中，由 于炉气含碱粉太多， 久而久之总管会被碱 粉堵塞。
2.7.6、重质纯碱的制造
由重碱煅烧得到的纯碱堆积密度较低，而玻璃、冶金等工业要求 稍高的密度的纯碱，以减轻纯碱的飞扬损失，下面是几种制重质纯碱 的方法：
1、固相水合法
2.8.1、NaCO3-NaHCO3-H2O体系的气液平衡
Harte和Baker对NaCO3-NaHCO3-H2O体系的气液平衡进行 研究，得到以下经验式：
此经验式的使用范围是：温度（18-65摄氏度），浓度 （0.5-2mol/L）,但是侯德榜将它应用到100摄氏度
2.8.1、NaCO3-NaHCO3-H2O体系的液固平衡
轻质纯碱在90-97度的温度下，加水发 生水合反应，然后再煅烧
2、液相水合法
采用较多的水，纯碱是在悬浮液中水合的， 然后过滤，最后进行煅烧
3、挤压法
直接用挤压机挤压
2.8、重碱湿分解
重碱湿分解是将重碱悬浮液通蒸汽分解使成纯碱溶液，热耗 量较少。
湿分解塔基建投资少，工艺操作简单，又没有机械传动装置；即 使重碱结晶差，含水量高，湿分解塔也能正常进行;所回收的二氧化 碳浓度高，接近100%，但是重碱的湿分解率只在85%-87%。
真空 用软水洗涤
采用金属滤网，阻力小， 形成滤饼厚
真空过滤机的流程
回收氨和二氧化碳
产生真空
分离的母液 多余的碱 液
2.7、重碱的煅烧
1、煅烧原理 重碱经过滤后，需要煅烧才能制得纯碱，同时回收二氧化碳供碳酸 化使用。
选择温度在190 摄氏度左右比较 适宜
由上表可知，当温度在100-101℃时，可使反应不断向右进行， 但实际在此温度下，反应进行很慢，因为以下一些反应的发生都需 要热量。
无机化工工艺学复习题库及答案
无机化工工艺学复习题库及答案一、填空1．氨是由 H 2 和 N 2 直接合成的，主要用于 农业肥料 。
2．合成氨生产的原料，按物质状态可分为 焦炭 、 天然气 、 石脑油 三类 。
3．生产合成氨的主要步骤有___造气___、___净化__、_压缩和合成___三个。
4．蒸汽转化法制得的粗原料气应满足 残余甲烷含量的体积分数不超过0.5% 和22N CO H (摩尔比)≈2.8~3.1 要求。
5．影响重油气化反映的主要因素是 温度 、 压力 、 氧油比 和 蒸汽油比 。
6．煤气中的硫化物分为无机硫和有机硫，其中无机硫约占系统的 90%~95% ，有机硫化物约占 10% 左右。
7．采用物理吸收法脱除CO 2适用于 CO 2>15% 的煤气，常用方法是 低温甲醇法（或聚乙二醇二甲醚法—NHD 法） 。
8. CO 变换反应 CO+ H 2O== CO 2+ H 2 。
9．工业上制取氢气的方法主要是 固体燃料气化法 、 气态烃蒸汽转化法 和 液态烃部分氧化法 。
10．中国合成氨总产量位居世界第一，其中大型企业占总产能的 22% ；用煤为原料生产合成氨的约占总产量的 67% 。
11．合成氨工业上应用较多的粉煤气化炉有 K —T 炉 和 德士古炉 炉。
12．甲烷蒸汽转化反应一、二段转化气中残余甲烷含量分别按 10% 和 0.5% 设计。
13．重油气化反应过程十分复杂，主要过程是重油雾滴升温气化、 气态烃的氧化燃烧 、 气态烃高温热裂解和气态烃与蒸汽反应四类过程。
14．干法脱硫最大优点是 脱硫精度高 ，适用于脱除 低硫或微量硫 。
15．采用化学吸收法脱除CO 2适用于 CO 2<15% 的煤气，常用方法是 热碳酸钾法（或有机胺法——活化MDEA 法） 。
16．氨的合成反应后气体中氨含量不高，一般只有 10%~20% ，工业上常采用 冷凝 法将氨从气体混合物中分离。
，二、判断题1、以空气为气化剂生产的煤气叫做水煤气，其组成中含有大量的H 2和CO ，发热量很高，可作为燃料。
无机化工工艺教案56页
化工工艺学教案（无机部分）合成氨教学进程周次上课方式学时章节及主要内容备注1 讲授 2第一章绪论一、化学工程与化学工艺二、氨的发现与制取三、合成氨的原料四、氨的生产工艺分类五、氨生产技术的发展六、氨合成工业的发展方向七、氨的性质和用途多媒体1、2 讲授 6第二章原料气的制取第一节煤气化制取氨合成气的基本原理第二节煤气化的工业方法第三节间歇制气过程及工艺条件第四节煤气化工艺流程及存在的问题第五节水煤浆加压气化制气技术第六节灰熔聚流化床制气技术第七节烃类蒸汽转化法7 讲授 4第三章硫化物的脱除第一节脱硫概述第二节湿式氧化法脱硫第三节对苯二酚氨水液相催化法第四节栲胶法脱硫第五节脱硫主要设备第六节干法脱硫7 讲授 4第四章一氧化碳变换第一节一氧化碳变换的基本原理第二节变换催化剂第三节工艺流程第四节主要设备第五节多段变换炉温度曲线第六节变换系统的热能回收8 讲授 4第五章二氧化碳的脱碳第一节二氧化碳的脱除概述第二节氨水中和法脱除二氧化碳第三节热碳酸钾法脱除二氧化碳第四节主要设备第五节NHD脱碳8 讲授 4第六章原料气的精制第—节铜氨液洗涤法第二节甲烷化法第三节深冷分离法9 讲授 4第七章：氨合成第—节氨合成原理及热力学基础第二节氨合成催化剂第三节氨合成工艺条件第四节氨的分离及氨合成流程第五节主要设备10 讲授 2 复习河北科技大学教案用纸上次课复习：本次课题（或教材章节题目）：第一章绪论教学要求：了解氨的生产发展历程和氨的性质及用途，掌握气态烃蒸汽转化法制取合成氨原料气的原理、工艺条件的制定原则。
重点：1、氨的性质，氨合成工业的发展：单系列、大型化、生产规模、生产能力、劳动强度。
2、气态烃蒸汽转化法的原理、工艺条件、主要设备。
难点：1、氨与空气或氧的混合物在一定浓度范围能够发生爆炸，有饱和水蒸气存在时，氨-空气混合物的爆炸界限较窄。
2、气态烃蒸汽转化法的原理和工艺条件的制定。
教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配：学习本课程的意义及要求3分钟一、氨的发现与制取4分钟二、合成氨的原料 2分钟三、氨的生产工艺分类 4分钟四、合成氨生产的进展 4分钟五、我国氨合成工业发展 4分钟六、氨的性质和用途 5分钟七、健康危害和导致后果 3分钟课后作业1对本课程的学习有哪些意见和建议？参考资料《合成氨》河北化工学校程桂花《合成氨与甲醇》赵育祥《合成氨工艺与节能》张成芳《无机化工工艺学（一）合成氨》陈五平《合成氨工学第一第三卷》姜圣阶《甲醇生产工艺与操作》杨福升齐淑芳《甲醇的生产》孟广铨黄裕培《尿素生产工艺与操作（中级本）》陈观平赵元凯河北科技大学教案用纸第一章绪论一、氨的发现与制取氨是在1754年由普里斯特利(Priestey)发现的，1910年建成了80g。
无机化工工艺学
④ 温度至600 ℃时，煤开始半焦化，形成结炭结构， 主要产物为烷烃、环烷烃和酚（原焦油）
⑤温度至800 ℃时，烃类裂解成C和H2。 ⑥至850 ℃，焦油和CH4也分解为C和H2。 ⑦温度高达1000 ℃时，煤热解过程基本结束。 要注意：不同煤种热解产物的组成及含量不同。 3、煤热解的影响因素： ①温度及加热速率的影响 a、当加热速度慢时，煤在 低温区受热时间长，其热解反应的选择性强，初期形 成的低分子物质容易热聚，形成稳定性较好的结构， 在高温阶段时分解少。但会导致固体残渣含量高。b、 当快速加热时，低分子挥发物收率大，焦油产率减少， 气态产物增多。 ②压力对煤热解的影响 压力增大，半焦产率增多和其 强度增大，由于挥发物逸出困难，还会导致液相产物 间热缩反应增强。
化学工业简介
化学工业产品有很多:化学原料、化学肥料、
三大合成材料、染料、香料、涂料、感光材 料、橡胶材料、新型材料、医药、农药、炸 药、各种试剂、助剂、日用化学品等等.
通常化学工业可分为无机化学工业和有机化
学工业即无机化工和有机化工.
一、无机化工
基本无机化工 三酸、两碱、合成氨、化学肥料
第一章: 绪论 第二章:固体燃料气化 第三章:一氧化碳变换 第四章:原料气净化脱硫 第五章:二氧化碳脱除 第六章:原料气的最终净化 第七章:氨的合成 第八章: 合成氨生产综述
11
第一章
绪 论
一、氨的性质
（一）、物理性质
标准状态下是无色气体，具有特殊的刺激性臭味。 20℃下将氨气加压0.8MPa时，液化为无色的液体。 液氨或干燥的氨对大部分物质不腐蚀，在有水存 在时，对铜、银、锌等金属有腐蚀。
中国合成氨简介
50年代，在恢复与扩建老厂的同时，从苏联引进
无机化工工艺学习题
习题答案脱硫一、填空1、合成氨原料气中的硫分为无机硫 H2S 和有机硫 CS2 、COS 、硫醇、噻吩、硫醚等。
2 、气体脱硫方法按脱硫剂的形态可分为两类，一类是干法脱硫，一类是湿法脱硫。
湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法两类。
3、常用的干法脱硫有：钴钼加氢、氧化锌法、活性炭法、氧化铁法等。
4 、氧化锌脱硫剂以氧化锌为主体，其余为三氧化二铝，可加入氧化铜、氧化钼等以增加脱硫效果。
5、活性炭脱硫法分吸附法、催化法和氧化法。
6、钴钼催化剂以氧化铝为载体，由氧化钼和氧化钴组成。
7 、湿法脱硫根据吸收原理的不同可分为物理法、化学法。
化学吸收法又分为中和法和湿式氧化法。
8 、湿式氧化法脱硫包括两个过程。
一是脱硫剂中的吸收剂将将原料气中的硫化氢吸收；二是吸收到溶液中的硫化氢的氧化以及吸收剂的再生。
二、判断1、采用钴钼加氢可使天然气、石脑油原料中的有机硫几乎全部转化成硫化氢。
(×)2、吸附脱硫是因为活性炭具有很大的比表面积，对某些物质具有较强的吸附能力。
( )3、活性炭对吸附有机硫中的噻吩很有效，而对挥发性大的硫氧化碳的吸附很差。
( )4、活性炭对吸附原料气中二氧化碳和氨的吸附强，而对挥发性大的氧和氢较差。
( )5、ADA 是蒽醌二磺酸钠的英文缩写。
( )6、PDS 法、 MSQ 、栲胶法和鳌合铁法都属于湿式氧化法脱硫。
( )三、简答1、合成氨原料气为何要进行脱硫？答：硫是各种催化剂的毒物。
对甲烷转化和甲烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、甲醇合成催化剂、氨合成催化剂等的活性有显著的影响。
硫化物还会腐蚀设备和管道，给后工序的生产带来许多危害。
因此，对原料气中硫化物的清除是十分必要的。
同时，在净化过程中还可得到副产品硫磺。
2、氧化锌法脱硫的原理是什么？温度对脱硫过程有何影响？答：氧化锌内表面积较大，硫容量较高，在脱除气体中的硫化氢及部分有机硫的过程中，速度极快，广泛用于精细脱硫。
氧化锌脱硫剂可直接吸收硫化氢和硫醇，反应式：H S + ZnO= ZnS+ H O2 2C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O对有机硫，如 COS， CS2 等则先转化成硫化氢，然后再被氧化锌吸收，反应式：COS + H = H S + CO2 2CS + 4H = 2H S + CH2 2 2 43、活性炭法脱硫的原理是怎样的？脱硫后的活性炭如何再生？答：活性炭主要用于脱除有机硫及少量的硫化氢。
无机化工工艺学-尿素
• 尿素简介 • 尿素的生产工艺 • 尿素生产中的化学反应 • 尿素生产中的设备与工艺控制 • 尿素生产的环境影响与可持续发展 • 结论
01
尿素简介
尿素的性质
尿素是一种有机化合物，化学 式为CO(NH2)2，属于氮肥的 一种。
尿素是白色晶体或粉末，无臭， 具有吸湿性，易溶于水，微溶 于乙醇，不溶于乙醚和氯仿。
尿素是一种中性肥料，适用于 各种土壤和植物，施用后土壤 酸碱度不会发生明显变化。
尿素的应用
01
尿素主要用于农业生产中，作为 氮肥施用于土壤，为植物提供氮 元素，促进植物生长。
02
尿素也可用作塑料、合成纤维、 医药等行业的原料，还可用作气 体净化剂、防冻剂等。
尿素的生产历史与现状
尿素的生产始于1922年，当时采用天然气的氨加工方法。随 着科技的发展，现在主要采用氨和二氧化碳为原料，通过尿 素合成塔进行合成。
政策引导与监管
政府应制定相关政策措施，鼓励和支持尿素生产企业采取节能减排措 施，同时加强监管力度，对不达标的企业进行处罚和整改。
06
结论
尿素的重要地位与作用
尿素是重要的氮肥之一，在农业生产 中占有重要地位，能够提供植物生长 所需的氮元素，促进作物生长。
尿素作为一种高效、环保的氮肥，在 提高农作物产量、改善土壤质量等方 面发挥了重要作用，对保障粮食安全 和农业可持续发展具有重要意义。
尿素精制
精制原理
尿素合成后，需要经过精制过程去除 杂质，提高产品的纯度。常用的精制 方法包括水洗、冷凝、吸收和蒸馏等 。
精制工艺流程
精制过程包括水洗、冷凝、吸收、蒸 馏等步骤，通过这些步骤可以去除尿 素中的杂质和未反应的氨，得到高纯 度的尿素产品。
无机化工工艺学复习
无机化工工艺学复习集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-•1生产硫酸的原料有硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。
硫磺、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
•硫铁矿曾是中国硫酸工业的主要原料，目前硫磺用量最多，也使用冶炼废气和硫磺生产硫酸。
•大部分原料需先制成含二氧化硫的原料气，才能进一步制造硫酸。
• 2.硫酸生产分为原料处理、焙烧、净化、干吸、转化、尾气回收几个阶段，各工序作用如下：•⑴原料工序：•负责硫铁矿的过筛、配料与输送；•⑵焙烧工序：•对硫铁矿进行沸腾焙烧，制取二氧化硫气体；•⑶净化工序：•通过离心除尘、水洗与电除雾对炉气进行净化；•⑷干吸工序：利用浓度为93％的浓硫酸对净化后的炉气进行干燥；同时利用浓度为98％对转化后气体中的三氧化硫进行吸收；干燥酸在使用过程中浓度会降低，而吸收酸在使用过程中浓度会升高。
因此在生产过程中，两种酸之间要进行串酸操作。
•⑸转化工序：干燥后的炉气在催化剂作用下，SO2经过催化氧化为SO3。
•⑹硫酸储存工序：储存产品。
•(7)尾气回收•3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点优点：①转化反应速度快，最终转化率高；含量较高的气体；②能处理SO2③能减轻尾气的危害。
缺点：①热量损失大；②阻力大，能耗增加；③流程长，操作复杂能量消耗大。
4.简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。
优点：原料便宜；生产过程中氨能循环使用，损失少；能实现大规模连续生产；易实现机械化和自动化；产品质量高。
缺点：原料利用率低；废液废渣污染严重，不便在内陆建厂；母液中含Cl，需加入石灰乳才能使之分解，并通过蒸馏回收有大量的NH4氨，设置蒸氨塔消耗大量蒸汽和石灰；流程长，设备庞大，能量消耗大。
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无机化工工艺学
1、传统蒸汽转化法制得的粗原料气应满足下述要求：
1：残余甲烷含量的体积分数一般不超过0.5%。
2：（H2+CO）/N2（摩尔比）在2.8~3.1
2、烃类蒸汽转化过程的析炭的不利：炭黑生成会堵塞反应
管道，增大压降，使局部区域高温损坏催化剂，增大反映阻力。
3、防止炭黑生成的条件：a.水碳比大于理论水碳比
b.选择合适催化剂并保持活性，避免进入动力学析炭区
c.选择合适操作条件
d. 通过观察管壁颜色检查转化管内是否有炭沉积
4、消除炭黑的方法：a.析炭较轻：降压、减量、提高水碳
比b.析炭较重：蒸汽除炭（12-24h）
5、二段转化反应的目的：a.将一段转化气中的甲烷进一步
转化b.加入空气提供N2，燃烧部分H2实现内部给热6、催化剂还原：工业上常用天然气与蒸汽混合气进行还
原，开始还原的温度一般为250~300℃
7、平衡温距：一、二段转化炉实际出口温度都比出口气体
组成相对应的平衡温度高，这两个温度之差称之为“接近平衡温度差”或简称为“平衡温距”。
即⊿T=T-Tｐ式中T—实际出口温度；Tｐ—与出口气体组成相对应的平衡温度。
8、煤在气化炉中进行的气化过程包括：干燥、热解，以及
由热解生成的炭与气化剂反应三个阶段。
9、煤气化的工业方法：其供热方式可以采用以下几种方
法：①蓄热法②富氧空气气化法③外热法
10、气化炉的床层类型按物料流动的床层分类计有固
定床、流化床及气流床三种。
11、制取半水煤气需要满足的工艺条件：1、（CO+H2 ）与
N2的比例为3.1～3.2. 2、以空气为气化剂时，得含
N2的吹风气，以水蒸气为气化剂时，得到含H2的水
煤气。
12、气化炉燃料层分为以下几个区域：①干燥区②干馏区③
气化区④灰渣区
13、间歇式制半水煤气的工作循环，每个循环分为下列五个
阶段：①吹风阶段②蒸汽一次上吹③蒸汽下吹④蒸汽二次上吹⑤空气吹净
14、制半水煤气的工艺条件：三高一短：高炉温、高风量、
高炭层、短循环。
15、耐硫变换催化剂组成：通常是将活性组分
Co—Mo,Ni—Mo等负载在载体上组成，载体多为
Al2O3 ，Al2O3＋Re2O3(Re代表稀土元素）。
16、特点：（1）有很好低温活性（2）有突出的耐硫和抗毒
性（3）强度高，遇水不粉化（4）可再硫化
17、一氧化碳变换为什么存在最佳反应温度，最佳反应温度
随变换率如何变化？答：温度是CO变换的重要工艺条件随着温度的升高，速率常数k增加的影响大于Kp的影响，此时对反应速度有利，继续升高温度，反应速度随温度的增值为零，再提高温度，Kp的不利影响大于
k值的增益影响，此时反应速度会随温度升高而下降。
对一定催化剂和一定的气体组成而言，此时必将出现最大的反应速度值，与其对应的温度，称为最佳温度或称最适宜温度。
对一定初始组成的反应系统，随着CO变换率x的增加，平衡温度Te及最佳温度Tm均降低。
18、脱硫方法的分类：工业上分为湿法和干法两类。
湿法脱
硫方法的特点：吸收速度或化学反应速度快，硫容大，适合于脱除气体中高硫；脱硫液再生简便，且可循环使用，还可回收硫磺。
按其作用原理可分为物理法、化学法和物理化学法三种。
干法主要缺点：脱硫设备机组庞大，更换脱硫剂笨重，再生能耗大，因其工业应用受到限制，仅适用于脱除低硫或微量硫。
19、湿法脱硫法选择原则：1、能满足特定工艺对脱硫要求
的净化度2、硫容量大。
20、ADA法脱硫为什么容易发生堵塞现象？如何防止？
答：脱硫过程中发生的一些副反应生成的副产物逐渐积累于循环液中，不仅浪费大量碱，而且影响脱硫活性组
分的活性，使吸收H2S 的能力下降，达到饱和程度会从系统中析出，堵塞塔和管道。
当副产物积累到某个程度时需要排除一部分废液并进行处理。
21、 早期ADA 法与改良ADA 法相比，其缺点：1、硫容低
2、脱硫设备庞大
3、要增设脱炭工序。
22、 氧化锌法脱硫的优点：脱硫精度高、硫容量大、使用性
能稳定可靠，但不能脱除噻吩。
23、 原料气最终净化的目的：为了防止一氧化碳、二氧化碳
和硫化物对氨合成催化剂的毒害。
24、 甲烷法催化剂的要求：活性组分高度分散，具有良好的
表面积和孔隙容积，而且其载体能耐高温。
25、 提高平衡氨含量的途径：降低温度、提高压力、保持氢
氮比为3左右并减少惰性气体含量。
18（2）催化剂的还原和使用
反应的活性组成是金属铁，所以使用前要将催化剂还原。
通常用氢气作还原剂：
1、还原反应式：
确定还原条件的原则：①使完全还原为a-Fe 。
②保持还原铁晶粒具有大的表面积、大的活性中心。
还原温度一般选500-520°C ，根据反应式可确定H 2/H 2O 之比要尽可能高。
除了反应因素需要水蒸气含量较低之外，水蒸气含量高可使催化剂颗粒变粗、降低表面积。
压力一般较低为好，空速要较高。
m
ol /KJ 9.149H ),g (O H 4Fe 3H 4O Fe 02982243=∆+=+
26、合成氨生产流程的根据：原料和各工序生产方法。
1、
冷法净化流程：低温甲醇洗涤法脱硫、脱碳，深冷分离
法脱除少量CO的操作2、热法净化流程：热甲碱法脱
碳，甲烷化法脱除少量CO与CO2。
27、气提技术实质：在与合成压力相等的压力条件下，用
一种气体介质通过反应物系，伴有加热，只要气相中
NH3或CO2分压低于液相中相应的平衡分压，就可使
该组分从液相转入气相，从而可把未反应物进行分离。
尿素生产流程
16
29、共沸点和顶脊点
共沸点的特征：①温度一定，饱和蒸汽压最低②压力一定，沸点最高；③气液平衡组成相同。
顶脊点的特征：①压力和溶剂量一定，温度最高；②温度和溶剂量一定，压力最低；③不是三元系统的共沸点。
30、高压圈
①合成塔②气提塔③高压甲铵冷凝器
31、颗粒长大的机理：A.团块B.层化C.累积
32、气提水解法的原则流程：将冷凝液中的NH3和CO2用气提方法除去，然后进入水解器，使尿素水解成为NH3和CO2。
水解后的液体再次用水蒸气气提，逐出其中残余的氨和CO2。
33、气提法的种类：1、二氧化碳气提法2、氨气气提法3、ACES法4、等压双气提法。