工艺课思考题

合成氨部分

第一篇合成氨原料气的制取

思考题:

1.什么是氮的固定? 工业上已经实现了的固氮方法有几种?是什么?

2.以焦炭(或无烟煤)为原料的中压法制氨流程方块图是怎样的?

3.以天然气为原料的制氨流程是怎样的?

4.合成氨生产的三个步骤是什么?

5.根据热量来源的不同,三种主要的造气方法是什么?

6.试分析烃类蒸气转化过程中加压的原因和确定操作温度的依据。

7.试分析烃类蒸气转化分段的原因？

8.蒸气转化的催化剂（镍催化剂）的制备方法有哪些？它们采用高温焙烧的目的是什

么？

9.平衡温距的定义是什么？

一段转化炉处理气量为1165kmol/h(干气)，催化剂装填量为15.2m，试计算：一段炉的原料气空速、碳空速、理论氢空速。

11．煤造气的特点是什么？

12．间歇式制半水煤气的工作循环包括哪几个阶段？

第二篇合成氨原料气的净化

思考题：

1、干、湿法脱硫的特点? 钴钼加氢脱硫、反应性硫和非反应性硫、以及硫容的概念是什么？

2、湿法脱硫吸收剂的选择条件是什么？怎样确定选择的范围？

3、氧化型催化剂选择的先决条件是什么？可供选择的范围如何确定？

4、氨水法脱硫和ADA法脱硫都用到空气，有什么不同？

5、中温变换、低温变换、最佳反应温度的概念是什么？

6、工业生产中，变换反应如何实现尽量接近最适宜温度曲线操作？变换炉段间降温方式和可用的介质有哪些？

7、物理吸收法与化学吸收法脱碳相比，吸收剂比用量的影响因素有哪些异同？

8、铜液中各种离子的浓度如何确定？该系统发生的化学反应主要有哪些？铜洗塔设计时主要依据哪些吸收反应来确定其结构尺寸？

9、采用甲烷化法的先决条件是什么？其操作温度的高低决定于什么？

ZnO脱硫剂需要量？

10、已知半水煤气中CO30%，O20.5%，变换气中CO含量0.3%，试计算：

①变换炉需达到的变换率

②半水煤气流量为11600Nm3/h，需变换CO的负荷

③离开变换系统的原料气量

11、已知CO2吸收塔入口流量为160000Nm3/h，气体中CO216.78%，吸收塔操作压力2.8Mpa，

溶液温度70℃，总碱度27%，平均密度1260kg/m3，试求：

①K2CO3溶液的最大吸收能力

②当吸收塔出口气体中CO < 1×10-3（体积分数），进塔贫液中残余CO2为13.3Nm3/m3，

该贫液的转化度

③当半贫液和贫液转化度分别为0.42和0.83时，溶液平均吸收能力（贫液/半贫液

=3：7）

④溶液的循环量

12、某铜洗系统操作条件如下:

①铜洗操作压力：15Mpa

②铜塔出口铜液温度30℃、出口气中CO含量：1×10-5（体积分数）

③铜液组成：

组分T(NH3) T(HAC) T(Cu) Cu+残余CO2 Mol/L 9.0 3.55 2.49 2.19 0.17

④原料气处理量28000Nm3/h，其中：CO20.1%，CO3%；

⑤铜液流量44m3/h。试计算：

a溶液离子强度；b平衡常数K’；

c自由氨浓度； d CO吸收度；

e CO的平衡分压p*(CO)；

f 全塔平均吸收推动力

13、某甲烷化炉进口气量24000Nm3/h，其中CO 0.5%、CO2 0.4%，操作压力3.0MPa；

入口温度300℃。若催化剂性能与G-65相同，出甲烷化炉气体中CO、CO2含量均为5×10-6（体积分数），试计算该甲烷化炉需要装填的催化剂量。

第三篇氨的合成

1、试分析提高平衡氨含量的主要途径和氨合成过程最适宜温度的影响。

2、试综合分析在补充气和循环气量不变情况下，压力和温度的上升意味着生产的优化还是恶化？如允许补充气和循环气体相应变化，结果如何？并说明原因。

3、某30万t/a氨厂，合成塔进气流量900000Nm3/h，已知进塔气中NH3含量4.0%，出塔气中NH3含量16.23%，合成塔催化剂装填量90m3，试计算：

①空间速度；②催化剂生产强度；

③合成塔产氨速率；④氨净值；

4、已知某合成氨系统操作条件如下：

①补充气组成：H2N2CH4Ar H2/N2

mol%: 74.22 24.74 0.75 0.29 3

②合成塔进口NH3 3%、出口NH313%、进口H2/N2=2.9；

③放空气中惰气（CH4+Ar）：17%；

④氨分离器出口气体温度37℃，压力30.0MPa；

⑤损失气和溶解于液氨的气量为补充气量的3.35%。

试计算：a理论和实际补充气量；b放空气量；c合成塔进、出口气量及出口气组成。

（以生产tNH3为基准）

尿素部分

1尿素有哪些性质和用途？

2尿素生产的方法有哪些？主要采用什么方法？其特点是什么？

3对尿素生产的原料有什么要求？

4尿素合成反应机理是什么？控制步骤是什么？

5尿素的转化率如何定义，试用数学式表达。

6尿素的衡转化率的含义是什么，其计算方法有哪几种？

7如何选择尿素合成工艺条件？不同尿素生产方法其对应的NH3/CO2、H2O/CO2各是多少？8尿素生产中分离未转化物的原理是什么？其要求是什么？

9采用减压加热法或气提法分离未转化物的原理是什么？

10为什么要采取多段分解与多段吸收来分解和回收未转化物？

11如何确定中压分解压力和温度，中低压分解过程与回收过程的关系是什么？

12尿液蒸发的原理是什么？

13常见的尿素结晶或造粒方法有哪些？

14尿素生产中出现最高平衡转化率的原因是什么？

为什么现有的各种尿素生产方法都采用过量NH3与CO2反应？