化工工艺学_习题考试复习.docx

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1、第一*论1、化工工艺学：探讨由化工原料到化工产品的转化工艺，系指原料物质炫过化学反应转变为产品的方法和过程，也括实现这种转化的全部化学和物理的措施。2、化工工艺学是探讨内容：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、化工工艺学的探讨目的：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、化工生产过卷：原料颈处理、化学反应、产品分别及班制和产品包装与储运四大步歌6、“三端三笨一块一菜”：乙烯、丙烯、丁二端、紫、甲笨、二甲茶以及乙焕和泰。7、绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括运用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产品，对人类的健康和环境都应当是友好的。其

2、次章化工原料1、化学工业的主妥原料：包括煤、石油、自然气和农副产品等。2、煤的化工利用途径主要有煤干惊、燃气化、煤液化、煤副电石。3、煤的千健是煤在隔绝空气条件下，加然分解册成气态（煤三）、液态（焦油）和国态（半焦或焦炭）产物过我（炼焦、焦化）4、柒的气化以煤、焦炭（半焦）为原料，以水蒸汽、契毛或,空毛为气化剂，在高温（900-13000条件下，梏化成主要含有氮气和一氧化碳的过杈。5、对石油进行一次加工和二次加工.一次加工方法为常压蒸馅和城压蒸馅：二次加工主要方法有：催化走斑、催化裂化、加贡.奴化和烧类热裂解等。6、原油加处理：方法：用加破乳剂和高压电场联合作用的脱水脱盐也脱盐鸵水。摧注水目的

3、：溶解原油中结品盐、减弱扎化剂作用、利于水滴聚集。原理：破扎剂和商压电场作用下破乳化，使水凝合沉降分别.为什么原油要进行预处理：金在、含水来源：含水增加燃料消花和冷却水消托；含盆、在炉管、换热落管舫成如垢,堵塞管路：设备腐蚀7、原油常减压蒸恰主要设各：常压塔,蒸恰塔。缘由：其中350C以上的高沸点馀分,在高温（400C）会发生分解和线合反应，产生焦炭，导致管路堵塞.现代披术通过城区蒸馅可从常压也油中拨出低于550C的惚分。8、辛烷值：梗念：汽油在内燃机中燃烧时抗埸震性能指标。与汽油组分布关。辛烷位越大杭爆篁性越好。规定：异辛烷的辛烷值为100,正庚院为0,两者按不同比例混合成标:隹燃料油。提高

4、方法：I、添加四试酸铅（有毒,无铅汽油替代II、催化轧化、催化女整得到芳煌、环境垃、异构烷烧调整汽油（最好方法IIK添加两辛烷值组分为MTBE（MTBE致疼作用）9、原油二次加工概念：变质馅分及浊油再进行化学结构上的破坏加工生成汽油、煤油等轻质油品过程.原油二次加工方法：然裂化、催化裂化、催化加氢我化、催化生堂。10.催化加松裂化优点：（1）生产敏捷性大：（2）产品收率高，质量好：（3）没有假炭沉积,不须要再生催化剂，可采妁国定床反应器；（4）总的过1.是放热，反应器中需冷却：（5）加氢裂化所得的汽油辛烷值低，须经重终将它的辛烷值提高。11,催化更终：生要的二次加工方法,以石临油为原料在催化剂

5、作用下，及美分子变新排列成新分子结构的工艺过程。目的：生产高辛烷值汽油组分.为化纤、檬胶、蜜料和精细化工供应原料，生产化工过程所需溶剂、油品加衣所需高纥度廉价氢气和民用燃料液化气等副产品。12、假化重整工艺流程：1）预脱叶和预分性工序：2）预加氢工序：脱除S,0、N,As等杂质。在反应总中的作用是加乳，带出杂质W体和导出加鼠反应产生的热黄。3）催化支整工序：4）后加氢工序：在重整油中注人部分不饱和炫，它们若混入芳炫产品中，会使芳及变色，质量变坏，放妥在和预加豆基本相同的条件下再进行一次加羲操作。5）稳定系统6）芳泾抽提7）芳泾分别13、自然气制合成气的方法有蒸汽转化法和部分氧化法，主要反应分别

6、是i.+H,0CO3HjCH,+!2OiCOH,第三章无机化工合成氨1、合成氨生产过嘏：(1)原料气制备:用煤或原油、自然气制含焦、丸的原料气.(2)原料气净化：将CO、CO,、S及除到PPm级.(3)压缩和合成：高温、高压，净化后原料气经过压缩到15-30MPa.450C左右,在催化剂作用下在合成塔内生成乳。2、合成氨原料气制备二段转化目的和设备：目的：转化率高必需转化温度高,全部用高温度，设备和过程限制不利，设备归用和操作加用高。一段温度只在800C左右，对合金钢管要求低,材料费用降低。在二段才通入空毛，使与一桎的H,反应产生高温，保证二段转化完全。因此，采纳二段方式将一段转化气中的甲炕按

7、着精化：加入空气供应合成氯反应须要的是；燃烧部分转化气中的氢气为转化炉供热，设备：一段转化炉，二段特化炉3、合成氢原料气制备工艺条件：a.压力：34MPa,降低能耗，提高余热利用价值，削减设备体枳降低投资；b.温度：一段炉温度760800C,主要考虑投资作用及设备寿命c.水碳比：水碳比商，残余甲烷含量降低，H可防止折碳。因此采纳技高水碳比，约3.5-4.0。d.空途：以技个原*+毛的干基、涅基.或,以甲烷、A%为基准.4、合成盘原料A制备中自然气蒸汽转化法原理与流程：CH4(g)+O(g)=CO(g)+3H.(g),肯定比例氢象合成元预热后，进人加氢反应器和我化锌脱硫埴，配人中压蒸t达到肯定水

8、碳比后进入一段转化炉，一段转化iI再进入二段转化炉，与二段转化炉中的工艺空气汇合，通过催化剂床层按着反应。5、水煤气是以水蒸气为气化剂制舜的煤3主要成分是CO和压。半水煤气是以空工和水.蒸气作毛化剂制得的煤1.主要成分是Co、H,和N,.6、柒为原料间歇制取半水煤毛时，一个循环也括包括一下五个过程：(1)吹风阶段：空毛从炉底收入，进行气化反应，提高燃料层的温度(枳管热量)，吹风气去余也回收系统或放空。(2)一次上吹制气阶段：水蒸气和加荻空气从炉底送入，炫灰选区预热进入t化区反应，生成的煤先送入iI柜。此过程中.由于水蒸气温度较低,加上气化反应大量吸热，使毛化区温度显著下降,而燃料层上部却因煤气

9、的通过,温度有所上升,气化区上移，煤气带走的显然枷失增加.因而在上吹制t进行一段时间后，应变更气体流向0(3)下吹制气阶段：水恭气和加式空气从炉顶自上而下通过燃料层，生成的柒气也送入书柜.水蒸毛下行时,汲取炉面热董可降低炉顶温度，使气化区复原到正常位灵。同时，使灰层温度提高,有利于燃尽残碳。(4)二次上吹制气阶段：下吹制t后，如马上进行吹风，空飞与下行煤气在炉底相遇，可能导致壤炸。所以，再作其次次蒸汽上吹，将炉底及下部管道中煤W排序,为吹风作打算。（5）空气吹净阶段：二次上吹后，煤气发生炉上部空间，出气管道及有关设备都充溢了煤气，如吹入空气马上放空或送往余热回收系统将造成很大隽修，且当这部分煤

10、气排至烟囱和空气接触，遇到火星也可能引起堪炸。因此，在转入吹风阶段之前，从炉底部收入空气.所产生的空气煤气与原来残留的水煤气一并送入气柜，加以回收.7、原料气净化除去有害物质，如硫化物、CO、C02等，净化主要也括脱硫、CO变换和脱除C02和少量C0。8、合成氯原料t序化脱硫：主要是破化玄，其次是二硫化碳、硫乳化碳等有机磕。脱硫的方法:干法脱碱和温法脱琏9、合成氨原料毛冷化干法脱硫：干法脱硫适用干含S量较少核况.氧化锌法（氧化锌脱除有机琉的实力很强.一步瓦硫就行。）、牯钿加氢脱硫法（脱除有枇硫非常有效的须处理措施。J1.乎可使自然n.中有机破全部转化成琏化氢.拈归加氢法还可将烯足加氢转变成饱和

11、烷妙，从而削减蒸汽转化工序析碳的可能。）10.合成氨原料气冲化湿法脱硫：湿法脱硫适用于含S量较大场合状况。优点：瓦硫剂是便于输送的液体物料；脱砥剂可以再生，并能回收富有价值的化工原料成磺。分美：化学汲取法（慈酸二碳酸钠法,即ADA法）和物理汲取法。11、合成气原料W净化一衣化碳变换：嫁由：脱硫后原料W都含有C0,但R的合成生产中不须要C0,而在肯定条件下还会与合成氯的体系催化剂反应，导致催化剂失活，应将其除去。大多数CO通过变换反应除去，少量通过其他净化法除去.变换反应：CO+H,0C03+H2,变换目的：将原料气中CO变成COz和Hz,Hi.合成it须要的鼠更要成份。变换反应特点：1、可逆：

12、化学平街的问超，转化率问理？2、放热；3,等休枳：4、催化剂，因此温度越低，水碳比越大，平衡转化率越高，反应后变换毛中残余Co董越少。变换过程工艺条件：温度、压力、水蒸气比例.12、变换反应通过分段冷却来实施降温：壕由：低温条件下变换后残余CO含量可以有较大的降低:但降低温度，对反应速度不利，因此选挣相宜温度进行以提商反应器利用率、削减催化剂用量。由于反应初期转化率低，最相宜温度技高：反应后期，转化率高，最相宜温度核低。趋反应进行，转化率增加，需降低反应温度,而反应放热,需采纳分段冷却降温。13、合成氯原料W净化中压变换和低压变接：中变温度约370C,中变后CO降至3%,温度上升到425-44

13、Oe及换热后温度约220C进入低变，低变出口约240C,残,余Co为0.3-0.5*。14、合成氮原料气净化二衣化碳脱除：缘由：（1）82是合成我侬化剂#物。（2）太高C02稀择了原料气.降低了.兔分压。（3）在IHA洗液、公某循环气形成碳按结晶而堵塞管道。（4）C02可以再利用合成尿素、生碱、NH4HC03等.方法：物理汲取法葬水洗法）：化学汲取法热钾诚法：主要分脱碳（汲取塔）和再生（再生塔）两部分.再生须要供应许多热量,也是合成员中托怅的一个较空要部位。15、合成氯原料t净化少量一氧化碳的脱除：铜氮液洗涤法；液或洗涤法-深冷分别法；甲烷化法CO3=CH+HiO3H2+N3=2NHtH-w,

14、=-46.22kJmo1.116、氯合成基本原理：特点：可逆反应转化率的问题？：放热反应一一反应热刚好移走,温度限制？；体枳缩小-反应压力？：催化剂加速一一选挣问题，寿命问题？平衡氮含量酸质力上升、温度降低、侨性含量削减而增大。17、氯的合成影响平衡教含量的因索：1、/人比的影响；2、惰性气体分量的影响18、氧的合成影响反应速率的因京：空速：空速增加，生产强度提高。温度：最相宜温度小于平衡温度.压力：选校高压力。氢氮比：选取合迂比例19、氯的合成流卷和主要设备：簇新气压缩与循环气混合冷却、升温进人氨合成塔。反应后气体钱锅炉给水做热若后再向森新气供热。只分别很少部分R后就进入循环压缩，与及新气混

15、后冷却，分别乳后再升温进入氮合成塔.主要设备：氮合成塔20、我的合成先分别我与后分别改：先分别复再华环，分别功耗小，但压缩功大，合成压力30MPa,先循环混合再冷却分别.冷冻功托小但输坏功托大。总能托小。21、轴向冷激式合成塔优点：结构而沙、催化剂分布和温度分布匀称、控温调法便利、床层通气面大阻力小。径向冷激式合成塔优点：iI体通过床层路径短，通气面积更大，租力更小：相宜用更小粒度催化剂，提高内表面积.削减内扩散影响：催化剂还原）称：降低能耗.更相宜于禹心式压缩机。硫酸1、砒酸生产方法：硝化法（SO,+Na,HQ=%S0,+2N0,2N0+0j=2N02,NO+NO?=NQD、接触法（4FeS

16、2+110；=2Fe）1+8S0j.S0?+0.50：=SO,SO1+HiOHiSOJ2、硫酸生产流程：预处理（物绅、配矿、干燥）：焙坨；净化：转化；汲取。3、培烧速率提高途径：提高操作温度、成小硫铁矿粒度、增加空气与技的相对运动、提高入炉空气氧含量。4、沸鹏焙烧炉特点：优点：生产强度大、硫的烧出率高、传热系数高、产生的炉气二氧化硫浓度高、适用的原料范围广、结构简洁、修理便利。不足：介尘量大.炉尘占总烧港的60%-70.除生净化系统负荷大、需将磕铁矿除碑至核小粒度，高南人鼓风机，动力消耗大.5、酸雾：炉七中少量三八化硫要与水反应生成硫酸，温度税低时，炉iI中大多数三氧化硫都转化成虢酸藏汽（酸等）清除方法：龄电沉.降法。6、冲化杂质目的：除去无用杂质，供应合格