化学工艺学复习资料
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15.烃类氧化反应采用最为普遍的氧化剂是空气、纯氧16.化学工艺即化学生产技术,指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的总和。
解: RC 1mol乙烯
产物
11mol乙烯
反应器分离器产物
FF MF RPKmol乙烯EO,水
设反应器中初始含有5kg乙烯,由乙烯单程转化率为25%,则可知反应掉的乙烯的量为5
5-(5-1.25-x)=1.25+x,由环氧乙烷的选择性为75%,则可设每次反应生成环氧乙烷为ykg。则:
所以环循环比应该为11.
A.①>③>②>④B.③>②>①>④C.②>①>③>④D.④>②>③>①5.脱甲烷塔的关键组分是:A. 与 B. C. D.
6.管式炉裂解石脑油所得裂解气含 很少,脱硫大多采用:A.碱洗法B.乙醇胺溶液吸收法C.N-甲基吡咯烷酮吸收法D.先乙醇胺法后碱洗法
7.冷箱在脱甲烷塔之前为:A.前加氢B.前冷C.后冷D.后加氢8.裂解气深冷分离过程中造成-100 低温一般采用的冷凝剂是:A.丙烯B.氨C.乙烯D.乙烷
7.反应达到平衡转化率所需要的反应时间为无限长。()8.反应过程中,某反应的-△ 值越大,达到平衡的转化率就越高,在相同的反应条件下,所达到的转化率要高。()
9.有机反应中,加氢反应一般是吸热反应。(×)10.可逆吸热反应的温度控制,通常是在最优温度线附近。(√)11.煤的高温干馏温度一般为900 1100 。(√)
四、、判断题
化学工艺全部-7页文档资料
化学工艺复习题一、名词解释1、转化率:指某一反应物参加反应,转化的数量占该反应物起始量的分率或百分数。
(针对反应物而言)2、选择性: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。
3、收率:生成的目的产物占某反应物初始量的百分率。
(针对产物而言)4、煤气化:是以煤或煤焦为原料,以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂,在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转化为气体的过程。
5、催化重整:利用催化剂对烃类分子结构进行重新调整(将轻质原料油,经催化剂的作用,使油料中的烃类重新调整结构,生成大量芳烃的工艺过程)。
6、延迟焦化:将原料油快速加热到比较高的温度(480—500℃),使重残油在管式加热炉中,来不及焦化就被送到一个中空的容器(焦炭塔),让加热的油品在其中反应结焦,使加热和焦化不同时发生,称为延迟焦化。
7、烷基化:是指利用取代反应或加成反应,在有机化合物分子中的氮、氧、碳、金属或非金属硅、硫等原子上引入烷基R—或芳烃基的反应。
8、芳烃抽提:选用一种极易溶解芳烃,而不太能溶解非芳烃的抽提剂加入重整油料中,经过搅拌,静置形成两相,一相为抽提相,另一相为抽余相,含非芳烃及少量的芳烃和抽提剂(也称芳烃萃取,用萃取剂从烃类混合物中分离芳烃的萃取过程)。
9、羰基合成:最初是指由烯烃、一氧化碳和氢在在催化剂存在下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应,现在泛指在有机化合物中引入羰基的反应。
10、浸取:浸取是应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程。
二:填空1、固体催化剂组成及固体催化剂制备方法:主催化剂、助催化剂、载体;沉淀法、胶凝法、浸渍法、离子交换法、混合法、熔融法;2、煤化工主要包括范围:煤炭的干馏、煤炭的液化、煤炭的气化;有效合成气为一氧化碳和氢气;3、氢气的工业来源:水电解制氢、副产氢气的回收、由煤制氢、由气态烃和轻油转化制氢(蒸汽转化法、部分燃烧法);4、根据煤化程度不同分类:泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤;碳含量和挥发分是决定媒介的最可靠基础;5、按照原料的运行状态,煤的气化工艺分类和各自的代表性气化炉:固定床气化工艺(间歇性气化UGI、连续式气化鲁奇炉)、流化床气化工艺(温克勒winkeler、灰熔聚U-Gas、恩德炉)、气流床气化工艺(GE(原德士古)炉、航天炉);熔融床气化工艺(ppt有的但是没炉);6、现代煤化工主要内容:煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制芳烃;7、煤的热解过程三个阶段:第一阶段为干燥脱气阶段(常温到300度);第二阶段以煤的解聚和分解反应为主(300-600度);第三阶段是半焦变成焦炭的阶段(600-1100度);8、石油加工一般包括那些过程:电脱盐脱水、常减压蒸馏、裂化(热裂化、催化裂化、加氢裂化)、重整(催化重整和热重整)、芳烃抽提、焦化(釜式焦化、延迟焦化、流化焦化);(按给的空依顺序填)9、精细化工单元反应中磺化剂和硝化剂主要包括:硫酸、发烟硫酸、焦硫酸、三氧化硫(亚硫酸盐、磺氯酸、二氧化硫和氯或氧的混合物、三氧化硫和某些有机物的加成物);;混酸、硝酸和醋酸的混合物、硝酸和催化剂、二氧化氮、五氧化二氮;10、煤炭的液化分为直接液化和间接液化;11、工业上不同的氯化方法:热氯化法、光氯化法、催化氯化法、氧氯化法;12、接触法生产硫酸的四个工序:焙烧矿石制备二氧化硫气体、炉气精制、转化、吸收;13、烷基化制苯与乙苯的方法:传统AlCl3液相法、均相AlCl3液相法、分子筛气相法、Y型分子筛液相法14、高分子化合物聚合法有哪些:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合三、简答题1、简述烃类热裂解工艺条件①裂解原料,原料分为:液态烃(轻油、柴油、重油、原油)和气态烃(天然气、油田半生气、炼厂气)。
化学工艺学复习材料
在烃类热裂解系统内,什么是一次 反应?什么是二次反应?
• 答:一次反应是指原料烃在裂解过程中首 先发生的原料烃的裂解反应,生成目的产 物乙烯、丙烯的反应属于一次反应,是希 望发生的反应;二次反应则是指一次反应 产物继续发生的后继反应,乙烯、丙烯消 失,生成分子量较大的液体产物以至结焦 生炭的反应属于二次反应,是不希望发生 的反应。
为什么一氧化碳变换过程要分段进行,要用 多段反应器?段数的选定依据是什么?有哪 些形式的反应器?
答:变换反应的温度最好沿最佳反应温度曲线变化,反应初期, 转化率低,最佳温度高;反应后期,转化率高,最佳温度低, 但是CO 变换反应是放热的,需要不断地将此热量排出体系 才可能使温度下降。在工程实际中,降温措施不可能完全符 合最佳温度曲线,变换过程是采用分段冷却来降温,即反应 一段时间后进行冷却,然后再反应,如此分段越多,操作温 度越接近最佳温度曲线。应特别注意的是,操作温度必须控 制在催化剂活性温度范围内,低于此范围,催化剂活性太低, 反应速率太慢;高于此范围,催化剂易过热而受损,失去活 性。反应器分段太多,流程和设备太复杂,过程上并不合理, 也不经济。具体段数由水煤气CO 含量、所要达到的转化率、 催化剂活性温度范围等因素决定,一般2-3 段即可满足高转 化率的要求。 变换反应器的类型有:中间间接冷却式多段绝热反应器、原 料气冷激式多段绝热反应器和水蒸气或冷凝水冷激式多段绝 热反应器。
什么是烃类热裂解?
• 答:烃类的热裂解是将石油系烃类燃料 (天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等) 经高温作用,使烃类分子发生碳链断裂或 脱氢反应,生成相对分子质量较小的烯烃、 烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重 质烃类。
芳烃中的“三苯”及“三烯”分别指 什么?
• 答:芳烃中的“三苯”指苯、甲苯、二甲 苯;“三烯”指乙烯、丙烯、丁二烯。
化学工艺学知识点总结
化学工艺学第一章绪论1、化学工业:运用化学工艺、化学工程及设备,通过各种化工单元操作,高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门.2、化学工艺即化工生产技术,是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施.3、化学工艺学是根据化学、物理和其他科学的成就,研究综合利用各种原料生产化学产品的方法原理、操作条件、流程和设备,以创立技术先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科.4、21世纪,化学工业的发展趋势答:1产品结构精细化和功能化;2生产装置微型化和柔性化;3生产过程绿色化和高科技化;4市场经营国际化、信息化.5、绿色化工就是用先进的化工技术和方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段.6、化学工业的基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品的在自然界天然存在的资源.7、化工产品一般是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来的新物料品.8.煤化工:以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业.9.煤的干馏:是指在隔绝空气条件下将煤加热,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程.10.一次加工方法主要包括一次加工和二次加工,一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.11.蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别沸点不同进行分离的方法,是一种没有化学反应的传质、传热物理过程,主要设备是蒸馏塔.12.常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种.13.催化重整:是在铂催化剂作用下加热汽油馏分石脑油,使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程.14.催化重整的原料是石脑油,以生产高辛烷值汽油为目的时一般采用80~180℃馏分.15.催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油,使其发生一系列加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的加工过程. 16.化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离与精制三大步骤.17.原料的预处理的主要目的是使初始原料达到反应所需要的状态和规格.18、化学反应是化工生产的核心.实现化学反应过程的设备称为反应器釜或塔.19、产品分离与精制目一是获取符合规格的产品,二是回收、利用副产物.20、组织工艺流程时应遵循的原则有哪些答:1工艺路线技术先进,生产运行安全可靠,经济指标先进合理;2原料和能量利用充分合理;3单元操作适宜,设备选型合理;4工艺流程连续化、自动化;5安全措施得当,“三”治理有效.21、工业催化剂的性能指标是活性、选择性和寿命.22、催化剂的失活原因一般分为中毒、结焦和堵塞、烧结和热失活三大类.22、固体催化剂在使用中应注意事项有哪些答:1要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触;2原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触;3要严格控制催化剂使用温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂.4要维持正常操作条件如温度、压力、反应物配比、流量等稳定,尽量减少波动.5开车时要保持缓慢的升温、升压速率,温度、压力的突然变化容易造成催化剂的粉粹,要尽量减少开车、停车的次数.第一章化学工艺基础1.化工原料根据物质来源可分为无机原料和有机原料两大类.2.煤化工包括煤的干馏包括炼焦和低温干馏,气化,液化和合成化学品等.3.原油:从油井中开采出来没有经过加工处理的石油叫原油,它是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠液体.4.一次加工:一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.5.二次加工:常用的二次加工方法主要有催化重整,催化裂化,催化加氢裂化和烃类热裂解.6.化工生产过程:一般可概括为原料预处理,化学反应和产品分离与精制三大步骤.7.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,用符号S表示.表达式为:转化为目的产物的某反应物的量该反应物的转化总量8.催化剂失活原因一般分为中毒,结焦和堵塞,烧结和热失活三大类.9.催化剂使用注意事项:(1)要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触;(2)原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触;(3)要严格控制操作温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂;(4)要维持正常操作条件的稳定,尽量减少波动;(5)开车时要保持缓慢的升温,升压速率,温度,压力的突然变化容易造成催化剂的粉碎,要尽量减少开,停车的次数.第四章烃类热裂解1.烃类热裂解:是指以石油系烃类为原料,利用石油烃在高温下的不稳定、易分解的性质,在隔绝空气和高温条件下使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应,以制取低级烯烃的过程.2.烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由原料烃的热裂解和裂解产物的分离精制两部分组成.3.一般将复杂的裂解反应归纳为一次反应和二次反应.4.一次反应:是指原料烃主要是烃类和环烷烃经热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应.5. 二次反应:是指一次反应的产物乙烯、丙烯等低级分子烯烃进一步发生反应生成多种产物,直至最后生焦或炭.6.乙烷裂解的自由基反应包括链引发、链增长反应和链终止反应3个阶段.7.各类烃热裂解的难易顺序可归纳为:异构烷烃>正构烷烃>环烷烃C 6>C 5>芳烃8.从热力学角度分析,裂解是吸热反应,理论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般在750~900℃.裂解的深度取决于裂解温度和停留时间.管式炉裂解技术的反应设备是裂解炉,它既是乙烯装置的核心,又是挖掘节能潜力的关键设备.9.石油烃类裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压,产生的裂解气要迅速离开反应区.10.烃类的热裂解过程的特点:1烃类热裂解是吸热反应;2烃类热解需在高温下进行,反应温度一般在750℃以上;3为了避免烃类热裂解过程中二次反应,反应停留时间很短,一般在~1s ; 4热裂解反应是分子数增加的反应,烃分压低有利于原料分子向反应产物分子的反应平衡方向移动;5裂解反应产物是复杂的混合物,除了裂解气和液体烃之外,尚有固体产物焦生成.11.裂解气中含有少量的H2S 、CO 2、H 2O 、C 2H 2、CO 等气体杂质.分析其来源主要有三个方面:一是由原料带入;二是裂解反应过程生成;三是裂解气处理过程引入.12.热泵:是通过做功将低温热源的热量传送给高温热源的供热系统. 2.烃类热裂解的主要目的是生产乙烯,同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等产品.3.乙烯装置生产能力的大小实际反映了一个国家有机化学工业的发展水平.4.烃类热裂解过程非常复杂,具体体现在一下几个方面:1原料复杂2反应复杂3产物复杂7.同碳原子数的烷烃,C-H键能大于C-C键能,故断键反应比脱氢反应容易发生.8.带支链烃的C-C键或C-H键的键能较直链烷烃的C-C键或C-H键的键能小,易断裂,所以,带支链的烃容易裂解或脱氢.9.带侧链的环烷烃首先经行脱烷基反应,脱烷基反应一般在长侧链的中部开始断裂,一直进行到侧链为甲基或乙基,然后再一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反应,环烷烃脱氢比开环生成烯烃容易.10.在较高的温度下,低分子的烷烃、烯烃有可能分解为碳和氢.11.正构烷烃在各族烃中最有利于生成乙烯、丙烯.12.异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃.13.烃类热裂解过程的特点:1吸热反应高温2体积增大低压3易发生二次反应14.裂解深度:指裂解反应进行的程度.15.裂解炉设计开发的根本思路是提高裂解过程的选择性和设备的生产能力.16.提高裂解过程选择性的主要途径:1提高反应温度2缩短停留时间3降低烃分压17.工业上一般采用蒸汽作为稀释剂,其优点有如下几点:1裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难.2水蒸汽热容量大,使系统有较大的热惯性,当操作供热不平稳时可以起到稳定温度的作用,保护炉管防止过热.3抑制裂解原料所含硫对镍络合金炉管的腐蚀.4脱除结碳.18.裂解供热方式有直接供热和间接供热.19.急冷的方法有两种:一种是直接急冷,一种是间接急冷.20.裂解气的净化与分离目的是除去裂解气中的有害杂质.21.工业生产上采用的裂解气分离方法主要有:油吸收精馏分离法、深冷分离法、吸附分离法、络合物分离法.22.工业上脱水的方法有多种,如冷冻法、吸收法、吸附法.补充:第5章芳烃转化过程石油芳烃主要来源于石脑油重整生成的油及烃裂解生成乙烯副产的裂解汽油.工业上广泛应用的芳烃转化反应主要有:C8芳烃的异构化、甲苯的歧化和C9芳烃烷基的转移、芳烃的烷基化、烷基芳烃的脱烷基化等.芳烃歧化:是指两个相同的芳烃分子在酸性催化剂作用下一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上的反应.烷基转移是指两个不同的芳烃分子之间发生烷基转移的反应.芳烃的烷基化是芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基取代生成烷基芳烃的反应.第6章催化加氢与脱氢1、催化加氢:是指有机化合物中一个或几个不饱和官能团在催化剂作用下与氢气的加成反应.2.催化加氢反应在化学工业中一是用于合成有机产品,二是用于许多化工产品的加氢精制.3.骨架催化剂:将具有催化活性的金属和载体铝或硅制成合金,再用氢氧化钠溶液浸渍合金,溶解其中的铝或硅,得到活性金属构成的骨架状物质4.加氢催化剂按其形态主要可分为金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、金属络合物催化剂五大类.5.下列芳烃加氢的顺序正确的是CA C 6H 5CH 3>C 6H 6>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33B C 6H 4CH 32>C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33C C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33D C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33 >C 6H 4CH 326炔烃、二烯烃、单烯烃、芳烃混合在一起加氢时,其反应速率顺序为DA. 二烯烃>炔烃>单烯烃>芳烃B. 炔烃>单烯烃>二烯烃>芳烃C. 二烯烃>单烯烃>芳烃>炔烃D. 炔烃>二烯烃>单烯烃>芳烃7.绝热式反应器乙苯脱氢工艺中,水蒸气和乙苯的摩尔比为AA. 14:1B. 13:1C. 12:1D. 10:18.金属催化剂:就是把活性组分如Ni 、Pd 、Pt 等金属分散于载体上,以提高催化剂活性组分的分散性和均匀性,增强催化剂的强度和耐热性.9.目前工业生产上采用的催化剂大致可分为锌铬系和铜锌或铝系即铜基催化剂两大类.10.低压法合成甲醇工艺流程主要由造气、压缩、合成和精制四大部分组成.第7章烃类选择性氧化1.烃类选择性氧化过程的特点答:1反应放热量大;2反应不可逆;3反应过程易燃易爆;4反应途径复杂多样.2.如何提高烃类选择性氧化安全性答:1原料配比一定要控制在爆炸极限之外;2在设计氧化反应器时,除考虑设计足够的传热面积及时移走热量外,还要在氧化设备上设上加设防爆口,装上安全阀或防爆膜;3反应温度最好采用自动控制,至少要有自动报警系统.4还可以采用惰性气体的办法稀释作用物,以减少反应的激烈程度,防止发生爆炸.3.非均相催化氧化主要是指气态有机原料在固体催化剂存在下以气态氧作为氧化剂氧化为有机产品的过程.4.气固相催化氧化反应都是强放热反应,工业上常用的反应器有两种:列管式固定床反应器和流化床反应器.5.流化床反应器是一种利用气体或液体通过固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器.6.流化床反应器从其结构来看自下而上大致分为锥形体、反应段和扩大段三部分.7.简述液相均相催化氧化技术优缺点.主要优点:(1)反应物与催化剂同相,不存在固体表面上活性中心性质及分布不均匀的问题,作为活性中心的过渡金属活性高,选择性好;(2)反应条件不太苛刻,反应比较平稳,易于控制;(3)反应设备简单,容积小,生产能力高;不足之处:(1)反应温度通常不太高,因此反应热利用率较低;(2)在腐蚀性较强的体系中要采用特殊材质;(3)配位催化氧化反应体系需用贵金属盐作为催化剂,因此必须分离回收.8.工业上常用的非均相反应器有两种:列管式固定床反应器和流化床反应器.9.热点:列管式反应器轴向的温度分布主要取决于沿轴向各点的放热速率和管外载热体的除热速率,一般反应器内沿轴向温度分布都有一个最高温度.10.简述丙烯腈生产过程中加入水蒸汽的作用答:1水蒸汽可促使产物从催化剂表面解析出来,从而避免丙烯腈深度氧化;2加入水蒸气后可起到降低反应物浓度作用,从而对保证安全生产防范爆炸深度氧化;3水蒸汽的比热容较大,加入水蒸气可以带走大量的反应生成热,使反应温度易于控制;4加入水蒸气对催化剂表面的积炭有清楚作用.第8章羰基合成1.羰基化反应:在过渡金属配位化合物催化剂存在下一氧化碳参与有机合成、分子中引入羰基的反应.2.甲醇低压羰基化反应主反应方程式:COOH CH CO OH CH 33→+,使用催化剂:铑—碘催化体系,反应温度:130~180℃.第9章 氯化1.氯化是指在化合物分子中引入氯原子以生产氯的衍生物的反应过程.氯化过程的主要产物是氯代烃,氯代烃的主要应用领域有两个:一是作溶剂,二是用作合成大量有机产品及精细化工产品的中间体和聚合物的单体.2、取代氯化、加成氯化和氧氯化是氯代烃的主要生产方法.3.目前, 与其他方法相比,原料来源广且价格较低,生产工艺合理,生产成本较低,产量约占吕乙烯总产量的90%以上.A.平衡氧氯化法 B.乙炔法 C.乙烯法 D.烯炔法。
化学工艺期末考试重点复习总结题.docx
化学工艺期末考试重点复习题1、化学工艺学的研究范畴包括哪些内容?包括原料的选择和预处理;生产方法的选择及方法原理;设备(反应器和其他)的作用、结构和操作;催化剂的选择和使用;其他物料的影响;操作条件的影响和选定;流程组织;生产控制;产品规格和副产物的分离与利用;能量的回收和利用;对不同工艺路线和流程的技术经济评比等。
2、现代化学工业的特点有哪些?(1)原料、生产方法和产品的多样性与复杂性(2)向大型化、综合化发展,精细化率也在不断提高(3)是多学科合作、生产技术密集型的生产部门(4)重视能量合理利用,积极采用节能工艺和方法(5)资金密集,投资回收速度快,利润高(6)化工生产中易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题3、大宗的无机化工产品有硫酸、硝酸、盐酸、纯碱、烧碱、合成氨和氮、磷、钾等化学肥料。
大宗的有机化工产品有乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙块、荼、合成气。
5、对石油的一次加工和二次加工有哪些加工方法?一次加工方法为常压蒸憾和减压蒸馄。
二次加工主要方法有:.催化重整;•催化裂化,催化加氢裂化,桂类热裂解;烷基化;异构化;焦化等6、常、减压蒸憎流程有哪些?①燃料型。
②燃料一润滑油型。
③燃料一化工型。
7、煤的加工路线:煤的高温干憎(炼焦);煤的低温干憎;煤的气化;煤的液化。
8、化学工业的原料资源:无机化学矿;石油;天燃气;煤;生物质;再生资源;空气和水。
9、化工生产过程一般可分为:原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。
10、什么是转化率、选择性、收率?转化率是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符号X表示。
其定义式为转化率表征原料的转化程度,反映了反应进度。
选择性系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。
廿某一反应物的转化量,、转化为目的产物的某反应物的最=转化为冃的产物的某反应物的量该反应物的起始星汝反血物的转化急量该反应物的起始量在复杂反应体系中,选择性是个很重要的指标,它表达了主、副反应进行程度的相对大小,能确切反映原料的利用是否合理。
化学工艺学知识点
化学工艺学知识点
化学工艺学是研究化学反应过程的学科,它涉及到许多重要的
知识点。
以下是一些常见的化学工艺学知识点:
1. 反应工艺:研究化学反应的基本原理和条件,包括反应速率、转化率以及反应的热力学和动力学等因素。
2. 催化工艺:研究先进催化剂的开发和应用,以提高化学反应
的效率和选择性。
3. 分离工艺:研究物质在混合物中的分离方法,如蒸馏、萃取、结晶等,用于获取纯净的产品。
4. 反应器设计:研究如何设计反应器,以实现预期的反应条件
和产品质量。
5. 能源利用:研究如何最大限度地利用能源,降低化学工艺的
能耗和环境影响。
6. 过程安全:研究如何控制化学工艺中的风险,确保工人和环境的安全。
7. 生产优化:研究如何优化化工生产过程,提高产品质量和产量。
8. 废物处理:研究废物处理技术,以减少工艺中产生的废物对环境的影响。
化学工艺学是现代化学工程的重要组成部分,它在许多工业领域中都有广泛的应用,如石油化工、制药、食品加工等。
了解这些知识点可以帮助我们更好地理解和应用化学工艺学的原理,从而提高生产效率和产品质量。
化学工艺学复习资料
化学工艺学复习资料1、化学工业:借助化学反应使原来组成或结构发生变化,从而制得化工产品的工业部门。
2、化学工程:研究化学工业和其他过程工业的生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。
共性三传一反、单元操作工程因素放大、优化2、化学工艺:研究运用各种学科的知识,经济地、合理地将各种原料转变为化工产品的技术、过程和方法。
◆一种具体的化工生产技术◆利用已有的化学、化学工程等学科成就◆提供技术上先进可靠、经济上合理的生产方法、原理、设备与流程等成套技术。
个性研究具体过程从原料到产品4、化学工业的特点和分类(特点)A、特点:1.投资较高2.高度机械化 3. 自动化的连续性生产4.综合性强5.企业大型化B、分类历史上:无机化工有机化工现代:无机化工有机化工高分子化工精细化工生物化工5、化学工艺学的研究内容化学工业原料资源1、石油的组成:石油是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠状液体2、石油组成:烃类——饱和烃、环烷烃、芳香烃非烃类——除C,H外,还有杂原子,硫化物、氮化物、含氧化合物胶质和沥青——沸点高于500度稠环环烷烃等3、天然气主成份:甲烷,干气:甲烷含量高于90%的天然气湿气:C2-C4烷烃含量在15%~20%或以上的天然气4、煤的组成和结构:煤是由高等植物经生物化学、物理化学和地球化学作用转变成的固体有机可燃矿物。
煤化序列为:植物→泥炭(腐泥) →褐煤→烟煤→无烟煤。
5、煤的加工路线煤干馏(高温干馏和低温干馏):在隔绝空气条件下加热煤,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程。
煤气化:合成气,合成氨、甲醇煤液化:汽油、煤油、柴油6、工艺流程和流程图化工生产工艺流程:原料转变成化工产品的工艺流程。
原料需要经过包括物质和能量转换的一系列加工,方能转变成所需产品,实施这些转换需要有相应的功能单元来完成,按物料加工顺序将这些功能单元有机地组合起来,则构筑成工艺流程。
工艺流程多采用图示方法来表达,称为工艺流程图。
化学工艺学复习资料
第6章加氢脱氢1.催化加氢反应的特征分别有放热反应;不可逆反应;体积缩小反应。
2.物质结构对加氢反应产生较大的影响:如下结构的烯烃进行加氢反应的反应速率顺序是R-CH=CH2大于R(R)-C=CH2大于R(R)-C=CH-R大于R(R)-C=C-R (R)。
3.制氨(放热)影响因素:T、P、氢氮比、惰性气体1/2N2+3/2H2→NH3循环压缩:①由于受平衡条件限制,合成率不高,有大量的N2、H2气体未反应,需循环使用。
故氨合成本身是带循环的系统。
②反应后气体中所含的氨必须进行冷凝分离,是循环回合成塔入口的混合气体中的按含量尽量少,以提高氨净增值。
③由于循环,新鲜气体中带入的惰性气体在系统中不断累积,当其浓度达到一定值时,会影响反应的正常进行,降低合成率和平衡氨含量。
因此必须定期或连续地放空一些循环气体,称为驰放气。
④整个合成氨系统是在高压下进行,必须用压缩机加压。
循环气与合成塔进口气有压力差,需采用循环压缩机弥补压力降的损失。
方框图:(1)为什么要冷冻分离氨?合成气且在进入压缩机后分离氨?氨气被冷凝成液氨,气液混合物进入高压分离,即可将液氨分离。
整个合成氨系统是在高压下进行,必须用压缩机加压。
(2)为什么要引出驰放气?且在进入压缩机前排放驰放气?避免系统中惰性气体积累,影响反应正常进行,降低合成率和平衡氨含量。
4.甲醇的合成(放热)甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料:利用甲醇合成化工产品主要包含哪些?塑料;橡胶;合成纤维;医药和甲醚等。
影响因素:T、P、空速、原料气配比反应器:固定床、管式(单管、列管)(1)为何未反应的气体在返回循环压缩机前须放空部分气体?为了使惰性气体含量保持在一定范围。
(2)原料气中含有一定量的二氧化碳对甲醇合成有何影响?可以减少反应热量的放出,利于床测温度控制,同时还能抑制二甲醚的生成。
(3)为何在高温条件下可以在高压下合成,而在低温条件下只能在低压下合成?甲醇合成反应的反应热是随温度和压力而变化,当温度越低,压力越高时,反应热越大。
化学工艺学复习要点
化学工艺学复习要点1.合成气a.合成气制取的主要方法(烃类的水蒸气转化、重油部分氧化、固体燃料气化)b.烃类的水蒸气转化发生的反应,反应热力学、反应动力学分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备c.重油部分氧化发生的反应,工艺条件,工艺流程与设备d.固体燃料气化发生的反应,工艺条件,工艺流程与设备e.合成气净化主要脱除硫化物常用方法(干法,湿法)f.合成气中去除一氧化碳的方法(一氧化碳变换)发生的反应,反应热力学、反应动力学分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备g.合成气中二氧化碳的脱除方法(物理吸收,化学吸收)2 合成气衍生产品a.合成氨发生的反应,反应热力学、反应动力学分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备b.尿素合成反应机理,合成反应条件c.甲醇合成反应机理,反应平衡分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备d.费托合成原理,催化剂,选择性,反应器类型,工艺流程h.无机大宗化学品a.硫酸制取(二氧化硫制备,设备与焙烧条件,二氧化硫净化,二氧化硫的氧化催化剂,反应条件,三氧化硫的吸收工艺条件)b.纯碱制取(氨碱法反应过程,工艺条件)i.石油炼制a.原油加工大致流程b.常减压蒸馏工艺流程,操作条件,设备)c.催化裂化反应,催化剂,工艺流程以及工艺参数,设备d.催化重整反应,催化剂,工艺流程以及工艺参数,设备j.烃类裂解及裂解气分离a.烃类热裂解可能发生的反应,大致机理,工艺条件,设备类型b.裂解气净化分离流程k.烯烃为原料的化学品a.乙烯制备环氧乙烷方法,工艺条件,流程b.丙烯氨氧化制备丙烯腈发生的反应,工艺参数,催化剂类型l.芳烃为原料的化学品a.芳烃抽提方法(溶剂选择)b.乙苯制备发生反应,催化剂,工艺条件c.乙苯脱氢制苯乙烯发生的反应,催化剂,工艺条件d.苯与丙烯制备苯酚和丙酮反应步骤,催化剂m.绿色化学a.原子经济性定义b.环境因子定义c.绿色化学原则样题一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个过程属于对石油的一次加工:()A. 烃类热裂解;B. 催化重整;C. 催化裂化;D. 常压蒸馏和减压蒸馏。
化学工艺学复习题
化学工艺学复习题化学工艺学是一门研究将原材料转化为有价值产品的过程和方法的学科。
它涵盖了广泛的领域,从化学原理的应用到工业生产的实际操作,对于化工专业的学生来说,是一门至关重要的课程。
以下是一些化学工艺学的复习题,帮助大家巩固所学知识。
一、化学反应原理1、请简述化学反应速率的影响因素,并举例说明。
化学反应速率受到多种因素的影响,包括反应物浓度、温度、压强(对于有气体参与的反应)、催化剂等。
反应物浓度越高,反应速率通常越快,例如在铁与稀硫酸的反应中,增加硫酸的浓度,反应会更剧烈。
温度升高,分子运动加剧,有效碰撞增加,反应速率加快,像食物在高温下变质的速度就比在低温时快得多。
压强的影响主要针对有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,增大压强相当于增大了反应物浓度,从而加快反应速率。
催化剂能够降低反应的活化能,极大地提高反应速率,例如在工业合成氨中使用铁触媒。
2、平衡常数在化学反应中有何意义?如何通过平衡常数判断反应进行的方向?平衡常数(K)反映了化学反应达到平衡时,生成物与反应物浓度之间的关系。
K 值越大,说明反应进行得越彻底,产物的生成越有利。
通过比较反应商(Q)与平衡常数(K)的大小,可以判断反应进行的方向。
当 Q < K 时,反应正向进行;当 Q = K 时,反应达到平衡;当 Q > K 时,反应逆向进行。
3、解释化学热力学中的熵增原理,并举例说明其在化学反应中的应用。
熵增原理指出,在孤立系统中,熵总是趋向于增加。
熵是系统混乱程度的度量。
例如,气体的扩散过程,气体分子从高浓度区域向低浓度区域扩散,使系统的混乱度增加,熵增大。
在化学反应中,如果生成物的熵大于反应物的熵,从熵增的角度来看,该反应更有可能自发进行。
二、化工生产流程1、以合成氨为例,简述其生产工艺流程及主要设备。
合成氨的工艺流程大致包括原料气的制备、净化和压缩、氨的合成三个主要步骤。
原料气(氮气和氢气)的制备通常通过空气分离得到氮气,以及通过水煤气变换反应和甲烷蒸汽转化等方法得到氢气。
化学工艺学复习资料有答案
化学工艺学复习资料一、选择题1、化工原理中的“三传”是指 D 。
(A)动能传递、势能传递、化学能传递(B)动能传递、内能传递、物质传递(C)动能传递、能量传递、热量传递(D)能量传递、热量传递、质量传递2、下列单元操作中属于热、质同时传递的有 D 。
(A)过滤(B)萃取(C)搅拌(D)干燥3、研究化工流体时所取的最小考察对象为 C 。
(A)分子(B)离子(C)流体质点(D)流体介质4、化工原理中的连续流体是指 D 。
(A)流体的物理性质是连续分布的(B)流体的化学性质是连续分布的(C)流体的运动参数在空间上连续分布(D)流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布,可用连续函数来描述5、粘性的物理本质是 A 。
(A)促进流体流动产生单位速度的剪应力(B)流体的物性之一,是造成流体内摩擦的原因(C)影响速度梯度的根由(D)分子间的引力和分子的运动与碰撞,是分子微观运动的一种宏观表现6、随着温度的升高,则 C 。
(A)气体、液体粘度均减少(B)气体、液体粘度均增大(C)气体粘度增大,液体粘度减小(D)气体粘度减小,液体粘度增大7、流体静力学方程式:P2=P1+ρg(Z1+Z2)= P1+ρgh的适用条件是 B 。
(A)重力场中静止流体(B)重力场中不可压缩静止流体气(C)重力场中不可压缩连续静止流体(D)重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体8、不可压缩流体在均匀直管内作稳定流动是,平均速度沿流动方向的变化为 C 。
(A)增大(B)减少(C)不变(D)无法确定9、据l-Re-ε/d除阻力平方区外,下列分析中错误的是 D 。
(A)流体阻力损失占流体动能的比例随雷诺值的增大而下降(B)雷诺值增大,摩擦系数下降,流体阻力损失将减少(C)随着雷诺值的增大,管壁粗糙度对流动的影响增强(D)随着雷诺值的增大,流体粘度对流体的影响将相对削弱10、流体在圆管直管中流动时,若流动已进入完全湍流区,则摩擦系数l与Re的关系为:随Re增加,l C 。
化学工艺学复习题
化学工艺学复习题1.配方确定的方法、化学计量比、限制反应物、过量反应物的概念及过量百分数的计算、物理意义。
2.转化率、收率、选择性的概念及关系,影响反应平衡和反应速度的因素,平衡组成、平衡转化率的计算,物料衡算。
分析解决实际问题。
3.能源的分类及主要来源,举例说明。
煤的品种有哪些?煤有几种化学加工方法?试叙述其加工原理?煤加工时要考虑那些影响因素?4.相转移催化的概念及原理,应用示例,间接电解精细有机合成的概念、原理及应用。
简述海水脱盐、血透析的原理5.简述云母钛珠光颜料的制法及原理。
简述明胶-阿拉伯树胶法微胶囊包覆的原理、工艺流程、蜡包覆乙二胺的原理、三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊包覆的过程及原理、锅包法制备硫酸右苯丙胺缓释药物微胶囊的原理及工艺流程。
6.合成气的组成和生产方法、净化方法及其概念、原理。
CO变换的催化剂。
合成气的主要工业应用。
在处理粗甲醇溶液时,加入适量的碱液的原因。
7.什么样的可逆反应才有最适宜温度?为什么?分析合成气合成甲醇的热力学条件。
8.常用的化肥有哪些?各举3例,何为复合肥。
9.简述尿素合成的原理及影响平衡因素,速度影响因素。
KCl 生产的原料、制备原理及工艺流程。
10.基本有机化工原料种类及来源,一次反应、二次反应的概念及二次反应的危害。
从C-H键能及C-C键能和一次反应及二次反应ΔG0分析烃类热裂解一般规律。
以乙烷、丙烷为例说明烃类热裂解反应机理。
影响乙烷热裂解过程的工艺参数及结果。
停留时间的概念及与提高乙烯收率的关系。
11.硫酸产品的种类及生产方法,硫铁矿焙烧制备硫酸的原理及工艺过程,影响焙烧的因素。
SO2转化的催化剂。
由硫铁矿生产硫酸时SO3气体最理想的吸收剂是什么?为什么?硫酸生产过程中产生的废水如何处理?12.阻燃剂的分类及各种阻燃剂的阻燃机理。
简述纺织品的阻燃整理方法及常用整理工艺。
13.氨碱法制备纯碱的工艺流程及原理。
联合制碱法的工艺流程及原理,其制备过程中如何去除原料盐中含有的Ca2+、Mg2+,影响碳酸化反应的因素,如何影响?NH4Cl结晶的原理和方法。
化学工艺学考前复习资料
化学工艺学复习资料
1 化工生产过程一般可概括为:原料预处理;化学反应;产品分离与精制三个步骤。
2 化工过程的主要效率指标有:生产能力和生产强度;化学反应的效率—合成效率;转化率、选择性和收率(产率);平衡转化率和平衡产率。
3 转化率(X):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。
选择性(S):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。
(表达主、副反应进行程度的大小反映原料的利用是否合理)收率(Y):从产物角度来描述反应过程的效率。
关系根据转化率、选择性和收率的定义可知,相对于同一反应物而言,三者有以下关系:Y=SX。
对于无副反应的体系,S=1,故收率在数值上等于转化率,转化率越高则收率越高;有副反应的体系,S<1,希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。
但是,通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低,所以不能单纯追求高转化率或高选择性,而要兼顾两者,使目的产物的收率最高。
4 重要的有机化工基础原料有:乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子中具有双键,化学性质活泼,能与许多物质发生加成、共聚或自聚等反应,生成一系列重要的产物。
5 烃类热裂解其反应历程分为:链引发、链增长、链终止三个阶段。
6 烃类热裂解一次反应的现律性有:烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃的反应规律。
7 烃类热裂解的二次反应都包含:烯烃的再裂解、聚合、环化、缩合、生炭、加氢和脱氢反应类型。
8 裂解原料性质的参数有:族组成---PONA值;氢含量;特性因数;芳烃指数四种。
9 停留时间:裂解原料经过辐射盘管的时间。
停留时间与裂解温度对裂解产物分布影响:①高温裂解有利于一次反应的进行。
短停留时间可抑制二次反应的进行。
同时可减少结焦。
②高温—短停留时间操作可以抑制芳烃的生成,减少汽油收率。
③使炔烃收率明显增加,并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大,工业上利用此效应,适应市场需要。
10 烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中,加入水蒸气的作用是:1.易分离;2.热容量大,使系统有较大的热惯性;3.抑制硫对镍铬合金炉管的腐蚀;4.脱除结碳,抑制铁镍的催化生碳作用。
化学工艺学 复习资料剖析
《化学工艺学》复习资料第一章绪论1.我国化学工业发展水平与发达国家相比的差距。
①生产规模小;②大型装置和生产设备主要依靠进口,自给率低;③产品品种少、功能化和差别化率低;④环境污染严重和能耗较高等。
2.化学工艺学:研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程。
(生产方法的评估、过程原理的阐述、工艺流程的组织、设备的选用和设计、节能环保安全问题)第二章化工资源及其初步加工1.矿产资源包括:化学矿、煤炭、石油和天然气等。
2.煤一般包括:腐泥煤、残值煤和腐殖煤(泥炭、褐煤、烟煤及无烟煤)。
3.从植物死亡到堆积转变成煤,分为泥炭化阶段和煤化阶段两个阶段。
4.煤岩学的研究分宏观研究法和微观研究法,煤岩分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。
5.腐殖煤的显微组分分为:凝胶化组分、丝炭化组分和稳定组分。
6.选煤加工主要工艺环节:原煤准备作业、选煤和脱水作业、煤泥精选回收和洗水澄清作业、生产技术检查、产品运销作业。
7.风化:煤在空气中储存时,受空气中的氧、水分和气温变化等影响,其物理性质、化学性质以及工艺性质会发生一系列变化,这种变化成为风化。
8.石油中的含硫化物有硫化氢、硫醇、二硫化物及杂环化合物。
9.原油的分类:石蜡基原油、中间基原油及环烷基原油。
10.汽油的指标:馏分组成、辛烷值及安定性。
辛烷值愈大,抗爆震性能愈高,汽油的质量也愈高,市售汽油号数即为辛烷值数值。
11.热裂化:把含碳原子数多的高分子质量的烃类裂化为碳原子数少的低分子质量的烃类,同时伴有脱氢、环化、聚合和缩合等反应。
12.催化裂化装置建立的主要目的是增加汽油的质量。
13.加氢裂化的工艺特点:生产灵活性大;产品收率高,质量好;没有焦炭沉积。
14.加氢裂化的缺点是所得汽油的辛烷值比催化裂化低,须再经重整将它的辛烷值提高,需高压和消耗大量的氢,操作费用比催化裂化高。
15.重整:是将轻质原料油经过热或催化剂的作用,使油料中的烃类重新调整结构,生成大量芳烃的工艺过程。
化学工艺学总复习题(合集版)
化学工艺学总复习题1、化工生产过程一般可概括哪三大步骤?P24 化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。
2、化学工艺学的目的是什么?P1 创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。
3、烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段?P61链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。
链引发反应是自由基的产生过程;链增长反应时自由基的转变过程,在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生,反应前后均保持着自由基的存在;链终止是自由基消亡生产分子的过程。
4、各族烃类的裂解反应难易顺序为?P61正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃5、三大合成材料是哪些?合成塑料、合成橡胶、合成纤维。
6、氨合成采用什么催化剂?各组分各有什么作用?P197氨合成催化剂以熔铁为主,还原前主要成分是四氧化三铁,有磁性,另外添加Al2O3、K2O等助催化剂。
为了降低温度和压力,在催化剂中加入钴和稀土元素。
活性组分Fe3O4经还原后生成α-Fe,活性中心的功能是化学吸附氮分子,使氮氮之间的三键削弱,以利于加氢形成氨。
Al2O3是结构型助催化剂,它均匀地分散在α-Fe晶格内和晶格间,能增加催化剂的比表面,并防止还原后的铁微晶长大,从而提高催化剂的活性和稳定性。
K2O是电子型助催化剂,能促进电子转移过程,有利于氮分子的吸附和活化,也促进生成物氨的脱附。
SiO2的加入虽然有削弱催化剂碱性作用,但起到稳定铁晶粒作用,增加催化剂的抗毒性和耐热性等。
加入MgO能提高耐热性能和耐硫性,加入CaO能起助熔作用,使催化剂各组分易于熔融而形成均匀分布的高活性状态7、影响化学平衡的因素有哪些?P30 反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等。
8、烯烃裂解反应主要发生反应有哪些?P56 1.断链反应 2.脱氢反应 3.歧化反应 4.双烯合成反应 5.芳构化反应9、影响化学反应速度的因素有哪些?P30 反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等。
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化学工艺学复习资料简答部分1. 裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳?工业上脱除炔烃的方法有哪些? 答:乙烯和丙烯产品中所含炔烃对乙烯和丙烯衍生物生产过程带来麻烦,乙炔的存在,不但影响产品的纯度,还会造成聚合催化剂的中毒,当乙炔积累过多后,会引起爆炸。
工业上脱炔的主要是采用催化加氢法,少量用溶剂(丙酮)吸收法。
溶剂吸收法是使用溶剂吸收裂解气中的乙炔以达到净化目的,同时也回收一定量的乙炔。
催化加氢法是将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷,由此达到脱除乙炔的目的。
溶剂吸收法和催化加氢法各有优缺点。
2.工业上生产合成气的方法有哪些?其中哪种方法投资和成本最低?答:工业上生产合成气的方法有:以煤为原料的煤气化法。
以天然气为原料的天然气蒸汽转化法。
以重油或渣油为原料的部分氧化法。
其中以天然气蒸汽转化法的投资和成本最低3.简述合成氨原料气净化阶段湿法脱硫和干法脱硫两种方法各自的特点。
答:湿法脱硫:吸收速度或化学反应速度快,硫容量大,适合于高硫含量的原料气,脱硫液再生方便,可循环使用,还可回收硫黄,但脱硫精度不高。
干法脱硫:使用固体脱硫剂,脱硫精高,可将硫化物脱至0.1~0.5cm 3/m 3,但脱硫设备机组庞大,更换脱硫剂工作笨重,再生能耗大,仅适用于脱除低硫或微量硫。
4.简述在合成氨粗原料气净化阶段采用低温甲醇洗涤法的优、缺点。
答:优点:① 可脱除多种杂质:H 2S 、CO 2、COS 、CS 2、RSH 、C 4H 4S 、HCN 、NH 3和NO ,同时还有脱水作用,使气体得到干燥,有用的组分在甲醇的再生过程中得到回收。
② 净化程度高:总硫可降到0.1ppm 以下;CO 2可降到10ppm 以下。
③ 可选择性脱除H 2S 和CO 2,并可分别加以回收利用。
④ 甲醇热稳定性和化学稳定性好,不会被降解,不腐蚀设备管道,便宜,易获得,可大量生产。
⑤ 可与液氮脱除CO 、CH 4联合使用,工艺更加合理,能节省投资和动力消耗。
缺点:甲醇有毒,对设备管道安装要求非常严格。
5、氨合成的工艺条件如何选择?温度:400~500℃;压力:中小型厂20~32Mpa ;空间速度:根据压力来确定;进塔气体组成:氢氮比约3;惰性气体:根据新鲜原料气中量来确定;初始氨含量:越低越好,具体量由氨分离方法确定。
水吸收可低于0.5%。
6.试写出尿素合成过程中发生的三个主要副反应的名称及化学反应方程式。
答:① 尿素水解反应:NH 2CONH 2+H 2O=2NH 3+CO 2;② 缩合反应:2 NH 2CONH 2=NH 2CONH 2+NH 3;③ 异构反应:NH 2CONH 2=NH 4NCO ,NH 4NCO =NH 3+HNCO7.写出气态烃蒸汽转化的主反应和副反应的化学反应方程式。
主反应:2243H CO O H CH +↔+; 22442H CO O H CH +↔+;22422H CO CO CH+↔+; O H H CO CO CH 222432++↔+; O H CO CO CH 224243+↔+; 222H CO O H CO +↔+副反应:242H C CH +↔; C CO CO +↔22; O H C H CO 22+↔+8、不论是氨的合成还是裂解气的分离,都要进行压缩,而且采用的是多级压缩,为什么?(1)氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。
(2)压缩机压缩功与压缩比的对数成正比,在压缩过程中绝热压缩功耗最大,温升最大,等温压缩功耗最低,当压缩比太大时,绝热压缩温升可能超过润滑油闪点,造成压缩机摩擦损耗和功耗增加。
因此需要采用多段压缩,目的是尽可能接近等温压缩。
8.简述天然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。
①压力:热力学上,降压有利,但是实际采用加压操作,可以节省压缩功消耗;可以提高蒸汽余热利用价值;可以降低原料气制备与净化系统的设备投资。
3.5~4.0Mpa。
②温度:升温在热力学和动力学上都有利,但受反应管寿命限制,温度不能太高,具体与操作压力大小有关。
一段炉1.8Mpa,出口温度约760℃3.2Mpa,出口温度约800℃二段炉:确保出口甲烷低于0.5%。
出口温度需达1000℃以上。
③水蒸汽与甲烷的摩尔比m:提高水碳比,可以提高甲烷的转化率;此外还可抑制付反应即析碳反应的发生。
但是过高,从经济上不合理;而且还会增大系统阻力、增加动力消耗;增加辐射段的热负荷,一般水碳比选择为2.5~3.5。
④空间速度:越大,催化剂用量越少,其大小的选择由设备尺寸,催化剂的颗粒大小以及操作压力等因素综合决定。
9.简述甲烷蒸汽转化过程中防止炭黑的生成条件及消除炭黑的方法。
①应使转化过程不在热力学析炭的条件下进行,也就是说,需要把水蒸气用量提高到大于理论最小水炭比,这是保证不会有炭黑生成的前提。
②选用适宜的催化剂并保持活性良好,以避免进入动力学可能析炭区。
③选择适宜的操作条件:④检查转化管内是否有炭沉积。
⑤当析炭较轻时,可采取降压、减量,提高水炭比的办法将其除去。
当析炭较重时,可采用蒸汽除炭10.常采用哪些方法对合成气精制?这些方法各有何优缺点。
答:精制合成气的方法有铜氨液吸收法,甲烷化法,液氮洗涤法三种。
三种精制方法比较,铜氨液精制法需建立一套加压铜氨液吸收塔及再生系统,设备投资增大管理复杂;甲烷化转化法只需增加一套甲烷化反应装置和催化剂,设备虽然简单,但消耗了合成气中的氢气,除了采用低温变换反应外,最好增加一套一氧化碳选择氧化反应器,以便进一步降低一氧化碳残余含量;液氮洗涤法需有空分装置,如果已具备此条件,只需增加一套高效热交换器和液氮洗涤泡罩塔。
11.给出四种脱碳方法(物理法或化学法)及其原理。
答:①热钾碱法:溶解在水中的二氧化碳能和碳酸钾溶液反应,达到脱碳的目的②MDEA法:N—甲其二乙醇胺(R2CH3N) 是一种叔胺,它的水溶液呈弱酸性,可以与CO2反应,达到脱出CO2的目的。
③碳酸丙烯酯法:碳酸丙烯酯是有机溶剂,对二氧化碳、硫化氢等酸性气体有较大的溶解能力,而氢、氮、—氧化碳等气体在其中的溶解度甚微,利用这一特点达到脱碳目的。
④低温甲醇洗法:甲醇对二氧化碳,硫化氢,硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力,而氢、氯、—氧化碳等气体在其中的溶解度甚微,因而甲醇能从原料气中选择吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体,而氢氮气损失很小。
⑤NHD法:NHD溶剂对二氧化碳,硫化氢,硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力,而氢、氯、—氧化碳等气体在其中的溶解度甚微。
12.简述氨氧化时加入蒸汽的原因。
①有利于反应物从催化剂表面解析出来,避免丙烯腈的深度氧化。
②可稀释反应物的浓度,使反应趋于平稳,并有利于防爆。
③水蒸气热容较大,可带走大量反应热,便于控制反应温度。
④可以清除催化剂表面的积碳。
13.催化重整的目的:催化重整是指在加热、催化剂、氢气作用下,烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。
它用来生产高辛烷值汽油和芳烃,并副产液化石油气和氢气的过程,副产的氢气是石油炼厂加氢装置用氢的原料。
14.请绘出以硫铁矿为原料生产硫酸的方块流程图。
15..绘出天然气为原料合成氨的方块流程图催化剂部分:1. 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?答:1、基本特征包括:催化剂是参与了反应的,但反应终止时,催化剂本身未发生化学性质和数量的变化,因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用;催化剂只能缩短达到化学平衡的时间(即加速反应),但不能改变平衡;催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应。
2、作用:提高反应速率和选择性;改进操作条件;催化剂有助于开发新的反应过程;发展新的化工技术;催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。
3、应该注意以下三点:Ⅰ、活性系指在给定温度下、压力和反应物流量下,催化剂使原料转化的能力,活性越高则原料的转化率越高。
Ⅱ、选择性系指反应所消耗的原料中有多少转化为目的产物,选择性越高,生产单位量目的产物的原料消耗定额越低,也越有利于产物的后处理。
Ⅲ、寿命系指其使用期限的长短,寿命表征生产单位量产品所消耗的催化剂量,或在满足生产要求的技术水平上催化剂能使用的时间长短。
2.说明氨合成催化剂的组成及其作用。
答:氨合成催化剂的组成包括α—Fe,Al2O3,K2O,CaO,MgO,SiO2等。
(1)氨氧化催化剂的活性组分是α—Fe,未还原时为FeO +Fe2O3,其中FeO 占24~38%,Fe2+/Fe3+=0.5,一般在0.47~0.57之间,可视为Fe3O4,具有尖晶石结构。
(2)Al2O3的作用:Al2O3与Fe3O4作用可形成FeAl2O4,具有尖晶石结构,当催化剂还原后,Fe3O4被还原为α—Fe,而未被还原的Al2O3仍保持着尖晶石结构,起到骨架作用,从而防止铁细晶的长大,使催化剂的比表面积增加,活性增加。
因此,Al2O3为结构型助催化剂,氧化镁的作用与Al2O3的作用相似,也是结构型助催化剂。
(3)K2O的作用:氧化钾是电子型助催化剂,在Fe—Al2O3催化剂中添加氧化钾后,可以使金属的电子逸出功下降,有助于氮的活性吸附。
(4)CaO的作用:CaO的作用与K2O相似,也是电子型助催化剂,同时,氧化钙能降低固熔体的熔点和粘度,有利于三氧化二铝和四氧化三铁固熔体的形成,提高催化剂的热稳定性。
(5)Si2O的作用:二氧化硅是磁铁矿中的杂质,具有中和K2O和CaO的作用,此外,Si2O还具有提高催化剂抗水毒害和耐烧结的性能。
3.比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、氨的合成、二氧化硫氧化所采用催化剂的以及防止硫中毒各分别通常用哪一种或几种催化剂?答:通常反应温度在150℃以下,多用Pt、Pd等贵金属催化剂,以及用活性很高的骨架镍催化剂;而在150~200℃的反应温度区间,用Ni、Cu以及它们的合金催化剂;在温度高于250℃时,多用金属及金属氧化物催化剂。
为防止硫中毒则用金属硫化物催化剂,通常都是在高温下进行加氢。
4.烃类蒸汽转化催化剂:镍催化剂,助催化剂:MgO、Cr2O3、Al2O3,载体:Al2O3、CaO、K2O;助催化剂的作用:改变催化剂的孔结构和催化剂的选择性,抑制催化剂在高温时的融结,有的助催化剂用于抗析碳和调整载体的酸性5.CO变换催化剂:中变:铁铬系,主体Fe2O3、Cr2O3,Cr2O3可以使催化剂具有更细的微孔结构及较高的比表面,提高催化剂的耐热性和机械强度,少量的K2CO3能提高催化剂的活性,MgO和Al2O3可以提高催化剂的耐热性;低变催化剂以CuO为主体,有铜锌铬系和铜锌铝系。
6.简述铁-铬系高温变换催化剂的组成(含量)及各组分的作用。
答:①铁氧化物,含量为80~90%,是催化剂的活性组分;②三氧化二铬,含量为 3.0~15%,是催化剂的稳定剂,防止催化剂中的铁组分过渡还原;③氧化钾,含量为0.2~0.4%,是催化剂的助剂,能提高催化剂的活性,强度及耐热性。