合工大化工工藝學復習資料

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1、1、 化學工藝學的研究目的 是創(chuàng)立技術先進、經濟上合理、生產安全、環(huán)境無害的生產過程。 2化工工藝學涉及內容 3化學工藝學與化學工程學分工 中的效應 4化工裝置規(guī)模增大，為什么能使成本降低 裝置規(guī)模增大，其單位容積單位時間的產出率隨之顯著增大，而且設備增大并不需要增加太多的投資，更不需要增加生產人員和管理人員。 化石燃料包括煤、石油、天然氣、油頁巖和油砂等，他們主要由碳和氫元素組成。他們是最重要的能源，也是最重要的化工原料，目前世界上85%左右的能源與化學工業(yè)均建立在石油、天然氣和煤炭資源的基礎上。 將原料轉變成化工產品的工藝流程成為化工生產

2、工藝流程。 2-4、何謂循環(huán)式工藝流程？它有什么優(yōu)缺點？ 未反應的反應物從產物中分離出來，再返回反應器。 優(yōu)點：能顯著提高原料利用率，減少系統(tǒng)排放量，降低了能源消耗，減少了對環(huán)境的污染。 缺點：循環(huán)需要使用泵，利用較多能量，惰性物料也參與循環(huán)，影響反應速率。 轉化率指某一反應物參加反應而轉化的數量占該反應物起始的分率或百分率。 選擇性是指體系中轉化成目的產物的某反應物量與參加所有反應而轉化的該反應物總量之比。 因為盡管有的反應體系原料轉化率很高，但大多數轉變?yōu)楦碑a物，目的產物很少，意味著許多原料浪費了。所以需要用選擇性這個指標來評價反應過程的效率。 5、 無機化

3、學礦產量最大的兩個產品分別是什么？如何加工利用？ 磷礦和硫鐵礦是產量最大的兩個產品。 2Ca5F（SO4）3+ 7H2SO4 + 7H2O=3Ca(H2PO4)2 6、 石油的蒸餾與一般精餾相比，有哪些特點？ A、 根據一定沸程收集餾出物，不是分離出純組分 B、 從塔的不同高度出料 C、石油的加熱在塔外的加熱爐中進行 7、 簡述化工生產過程的三大步驟。 8、 畫出化工工藝過程的洋蔥模型示意圖 9、 化工生產中不同溫位的熱能應如何回收？ 10、何謂生產能力、生產強度？ 11、

4、 對于可逆放熱反應，凈反應速率隨溫度變化的規(guī)律如何？ 對于可逆放熱反應，速率隨溫度變化 溫度較低時，速率隨溫度升高而增高，到某一值后，凈反應速率開始隨溫度升高而下降。 提高裂解溫度并縮短停留時間：a、改進輻射盤管金屬材質；b、改進輻射盤管的結構 裂解爐出口氣體的高溫裂解氣在出口高溫條件下將繼續(xù)進行裂解反應，為此需要通過急冷以終止其裂解反應。急冷分為間接急冷和直接急冷。 雜質：H2S，CO2，H2O，C2H2，CO 采用多級壓縮原因：a、節(jié)約壓縮功耗；b、降低出口溫度；c、減少分離凈化負荷 段數確定依據：a、壓力采用3.6MPa左

5、右；b、 12、 正構烷烴熱裂解過程的主要反應通式 脫氫反應是C——H鍵斷裂的反應，生成碳原子數相同的烯烴和氫 斷鏈反應是C——C鍵斷裂的反應，反應產物是碳原子數較少的烷烴和烯烴，兩者均為吸熱反應 4-1、簡述芳烴的主要來源和主要生產過程 來源于煤焦化工業(yè)和石腦油重整生成有及烴裂解生產乙烯副產的裂解汽油。 主要生產過程見115-119 芳烴轉化工藝，可以方便依據市場的供求，調節(jié)各種芳烴的產量。 主要反應有：異構化、歧化與烷基轉移、烷基化和脫烷基化等幾類反應。 15、畫出裂解汽油的三種分餾圖。 a、 合成氨；b、合成甲醇；c、合成醋酸；d、烯

6、烴的氫甲?；a品；e、合成天然氣、汽油和柴油 新用途：a、直接合成乙烯等低碳烯烴；b、合成氣經甲醇再轉化為烴類；c、甲醇同系化制乙烯；d、合成低碳醇；e、合成乙二醇；f、合成氣與烯烴衍生物羰基化合物 5- 3、以天然氣為原料生產合成氣的過程有哪些主要反應過程？從熱力學角度考慮，對反應條件有哪些要求？從動力學角度又有哪些要求？ 熱力學：適當的高溫、稍低的壓力、和高水碳比 動力學：溫度升高反應速率、平衡常數增大，高壓利于提高初期反應速率，適當的水碳比 5-4、如何根據化學熱力學、化學動力學原理和工程實際來優(yōu)化天然氣-水蒸氣轉化制合成氣的工藝條件？ A、 壓力 熱力

7、學：低壓適合轉化；動力學：初期增加速率加快，接近平衡時加壓反而降低速率。故甲烷水蒸氣轉化過程一般是加壓的，大約3MPa B、 溫度 熱力學：高溫下甲烷平衡濃度低；動力學：高溫使速率加快。 C、 水碳比 水碳比高利于防止積碳，故為防止積碳，操作中一般控制水碳比在3.5左右。 5-5、天然氣-水蒸氣轉化法制合成氣過程有哪些步驟？為什么天然氣要預先脫硫才能進行轉化？用哪些脫硫方法比較好？ 在制造合成氣時，其中硫化物轉化為硫化氫和有機硫氣體，會使催化劑中毒。 脫硫方法：干法脫硫：吸附法、催化轉化法 濕法脫硫：化學吸附法、物理吸附法、物理-化學吸附法、

8、濕式氧化法。 固定床間歇式氣化制水煤氣：只用空氣而不用純氧，成本和投資費用低； 固定床連續(xù)式氣化制水煤氣：一氧化碳含量低，適合做城市煤氣； 流化床連續(xù)式氣化制水煤氣：直接使用小顆粒碎煤為原料，并可利用褐煤等高灰分煤； 氣流床連續(xù)式氣化制水煤氣：在常溫常壓下進行，氣固接觸面大，細顆粒的內擴散阻力小，溫度又高，因而擴散速率和反應速率高，生產強度大 反應平衡影響因素： 溫度 低溫平衡右移 水碳比 高水碳比平衡右移 原料中CO2含量 CO2含量多，平衡左移 速率影響因素： 壓力 3.0MPa下，加壓速率增大

9、 水蒸汽用量 水碳比低于4，提高水碳比，速率增長較快，大于4，增長不明顯 溫度 催化劑和原始組成一定時，最佳反應溫度隨轉化率的升高而降低 放熱可逆反應所以存在最佳反應溫度。與水碳比、CO轉化率、正逆反應活化能、水煤氣原始組成有關。 5-11、為什么一氧化碳變換過程要分段進行，要用多段反應器？段數的選定依據是什么？有哪些形式的反應器？ 段數增多時，操作溫度更接近最佳溫度曲線，以較高的速率達到較高的轉化率 選定依據：水煤氣中的CO含量、所要達到的轉化率、催化劑活性溫度范圍。 反應器包括：中間間接冷卻式多段絕熱反應器、原料氣冷激式多段絕熱反應器、水增其或冷

10、凝水冷激式多段絕熱反應器 A、鐵鉻系變換催化劑，使用溫度范圍300-530℃，反應前還原成Fe3O4、 B、銅基變換催化劑，適用溫度180-260℃，反應前須還原成具有活性的細小銅晶粒，原料氣硫化物的體積分數不超過10-7 C、鈷鉬系耐硫催化劑，適用溫度160-500℃，反應器將鈷、鉬氧化物轉化為硫化物才有活性。 5-14在合成器制造過程中，為什么要有脫碳步驟？通常有哪些脫碳方法，各適用于什么場合？ 在合成氣過程中會生成一定量的CO2，尤其當一氧化碳變換過程時，其含量課高達28%-30%，所以需要脫碳 1、化學吸附法：a、本菲爾法 b、復合催化法 c、空間位阻胺

11、促進法 d、氨基乙酸法 2、物理吸附法：a、低溫甲醇洗滌法 b、聚乙二醇二甲醚法 c、碳酸丙烯酯法 3、物理化學吸附法 4、變壓吸附法 16、甲烷水蒸氣轉化體系中的獨立反應？ 18、變換反應器的類型有哪些？畫出相應操作過程的T-X圖 加氫催化劑：活性成分主要是第VI族和第VIII族的過渡元素，對氫有較強的親和力 脫氫催化劑：a、有良好的活性和選擇性，能在低溫下進行反應；b、熱穩(wěn)定性好；c、化學穩(wěn)定性好；d、有良好的抗結焦性和易再生性。 溫度越高，轉化率越高，選擇性越低 空速越小

12、，停留時間越長，轉化率越高，選擇性越低 20、畫出氨合成工段的原則流程示意圖 22、畫出甲醇工藝的原則流程示意圖 1、 乙炔法：25-250℃范圍內平衡常數高,但高溫使氯化汞升華而導致催化劑流失 2、 聯(lián)合法:利用已有的電石資源和乙炔生產裝置,迅速提高生產能力,但不能完全擺脫電石原料 3、 烯炔法:擺脫了電石原料,省去分離乙炔和乙烯的費用,但技術復雜,投資較大,成本較高 4、 平衡氧氯化法:解決了氯化氫利用問題 將氧氯化法與乙烯直接氯化結合在一起，兩個過程所生成的二氯乙烷一并進行裂解得到氯乙烯，則可平衡氯乙烯，這種方法叫平衡氯氧化法。 原理： 部分題目由于難度太大未整理，請原諒 ——徐然 7 / 7文檔可自由編輯打印