化工工艺学总结资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,化学化工学院 化工工艺学,*,工艺学总结,2023学年,授课内容,绪论第1章,化工原料及其初步加工第2章,无机化工单元工艺第3章,石油化工单元工艺第4章,煤化工单元工艺第5章,化学化工学院 化工工艺学,把握化工工艺的概念，所包含的具体过程；,第1章,化学化工学院 化工工艺学,第2章,根底化工原料：化学矿、自然气、石油、煤、生物质；,自然气的分类：干气和湿气；,自然气的加工：制合成氨的原料气；制合成,甲醇等的合成气；制羰基合成的合成气；制有机化工原料。,化学化工学院 化工工艺学,石油,把握其组成及加工过程一次加工、二次加工、焦化,一次加工：原油预处理脱盐、脱水及常减压蒸馏通过它可以直接从原油中提取石脑油、汽油、煤油、轻柴油及燃料油,把握直馏的含义、辛烷值概念及提高辛烷值的方法。,二次加工：,热裂解：二次加工中最主要的过程，使重质油脱碳断链成轻质产品。,催化裂化：生产,石脑油,的重要路线，增加汽油产量。,加氢裂化：Ni/Mo/W；Pd/Pt，较成熟的固定床工艺。,催化重整：生产BTX的重要路线,化学化工学院 化工工艺学,煤炭,按煤化程度不同，腐殖煤类的分类；,腐殖煤的生成过程：泥炭化阶段、煤化阶段成岩作用阶段、变质作用阶段；,煤分子构造的近代概念；,煤的工业分析：水分M、灰分A、挥发分V和固定碳FC;,煤的元素分析：C/H/N/O/S；,煤的黏结性、结焦性、反响性。,化学化工学院 化工工艺学,第3章,合成氨 P94-95,(1)制气：制备含氮、氢气的原料气。氢气的主要来源有：烃类蒸气转化自然气、石脑油、重油局部氧化法重油、渣油和固体燃料气化煤、焦炭。,(2)净化：CO变换反响、CO2低温甲醇洗涤法和热钾碱法、脱S干法脱硫剂、湿法脱硫剂ADA法原理、主要操作条件、工艺流程。,(3)压缩和合成：操作条件：高温、高压15-30MPa、450左右，催化剂。,化学化工学院 化工工艺学,激冷流程特点：工艺流程简洁，无废热锅炉，设备紧凑，操作便利，热能利用完全，可比废热锅炉流程在更高的压力下气化。缺乏之处是高温热能未能产生高压蒸汽。,废锅流程特点：能产生高压蒸汽，使用便利敏捷；对原料重油含硫量无限制，下游工序可实行先脱硫、后变换的流程。缺乏之处是废热锅炉构造简单，材料及制作要求高，目前工业上气化压力限于6MPa以下。,在化工生产中常用的换热形式有激冷式和废热锅炉式两种，它们在合成氨造气工艺中各具特点：,化学化工学院 化工工艺学,合成氨催化剂,1催化剂组成,铁系催化剂,未复原前FeO+Fe2O3，可视为Fe3O4，尖晶石构造。,Al2O3:构造型促进剂，改善复原态铁的构造,MgO,K2O:电子型促进剂，有利于氮气的吸附和活化,CaO,使用条件：复原、钝化等,化学化工学院 化工工艺学,无机矿物加工利用,矿石的精选：脉石概念；精选方法手选、重力选、磁选、浮选不同浮选剂的作用机制。,矿石的热化学加工：煅烧、焙烧、烧结。,矿石的湿法加工：溶解、浸取。,酸浸取磷矿制磷酸的主要化学反响、工艺条件的选择、工艺流程；磷石膏的主要成分。,接触法生产硫酸、硝酸的主要步骤。,化学化工学院 化工工艺学,第4章,热裂解的概念、自由基链式反响机理,a.原料：石油等烃类，常见的有石脑油、直溜煤油、直溜柴油、也有重油和渣油,b.反响体系：把握一次反响和二次反响的概念。,原料烃 目的烯烃 后继产物,c.原料的评价指标：族组成；氢含量；特性因数；关联指数。-烷烃是裂解制烯烃的抱负原料？,一次反应,二次反应,化学化工学院 化工工艺学,裂解反响工艺条件：高温、低压、短停留时间,强吸热：与裂解炉的传热要求相关,化学平衡组成：会得到大量H和C，必需缩短停留时间；,主副反响的竞争：必需提高裂解温度,降低烃分压的方法？,裂解效果的指标和因素,指标：转化率、选择性、目的烯烃的收率,因素：裂解原料、裂解温度、停留时间、烃分压、裂解深度,化学化工学院 化工工艺学,反响器的工艺设计要求,要结合热裂解过程的特点和工艺方法改进目标，把握裂解炉的构造,特点：强吸热反响、存在二次反响、反响产物是简单混合物，易结焦。,b.SRT管式裂解炉，把握清焦的主要方法,化学化工学院 化工工艺学,流程组织和设计,总体流程,急冷的目的、设备、急冷方式、清焦的措施,裂解气的预分馏把握裂解气的主要分别方法，重点把握深冷分别法,压缩、净化及精馏分别流程,常见流程把握后加氢流程、流程的评价、净化系统酸性气体的脱除、脱水、脱炔，为什么要脱去，脱去的方法？,化学化工学院 化工工艺学,裂解工艺总流程,裂解,汽油,裂解,预分馏（急冷）,原料,净化（脱酸、脱水、脱炔,）,分离,精馏分离系统,深冷,压缩制冷系统,分离部分,反应部分,芳烃,裂解气,三烯,化学化工学院 化工工艺学,芳烃转化过程,1.芳烃主要指B、T、X来源,1煤焦化芳烃：把握煤焦油回收粗苯的方法,2石油芳烃：石脑油催化重整、裂解汽油、烷烃芳构化和重烃轻质化,需求概况：苯、对二甲苯的需求量最大；邻二甲苯次之；甲苯、间二甲苯、C9芳烃过剩-因此需要芳烃转化过程。,化学化工学院 化工工艺学,石油芳烃生产方法,化学化工学院 化工工艺学,芳烃的相互转化,芳烃转化,异构化：间二甲苯、邻二甲苯、乙苯异构为对二甲苯,歧化与烷基转移：甲苯歧化为苯、二甲苯,C9芳烃三甲苯的烷基转移实现增产乙苯,烷基化：苯的烷基化为主，生产乙苯、异丙苯、十二烷基苯,脱烷基化甲苯制苯：催化脱烷基制苯、热脱烷基制苯对原料适应性强、不需催化剂、但温度高,化学化工学院 化工工艺学,C8芳烃单体的分别,邻二甲苯、乙苯：精馏法,对、间二甲苯的分别：,深冷结晶分别法,络合萃取分别法,模拟移动床吸附分别法,化学化工学院 化工工艺学,催化加氢与脱氢过程,概念：催化加氢 催化脱氢。,把握催化加氢反响的应用，尤其是在精制方面。,常用的加氢、脱氢催化剂有哪些？脱氢反响对催化剂有什么要求？,合成甲醇的根本原理，催化剂及工艺条件分别是什么？了解低压法合成甲醇的工艺流程。,化学化工学院 化工工艺学,乙苯脱氢制苯乙烯的工艺条件：高温、低压；,如何实现低压？-水蒸汽作为稀释剂,优点：降低分压，提高平衡转化率,清焦，发生水煤气反响 C+H2O CO+H2,供给热量，易于产物分别,缺点：过多时，能耗增加，废水增加。,沸石膜反响器的优点？-不断分别出产物中的H2提高转化率、抑制副反响提高选择性。,化学化工学院 化工工艺学,根本反响及机理PbCl2-CuCl2-HCl,络合催化,氧化反响,催化自氧,化反响,反响机理、催化剂、氧化促进剂,影响氧化反响过程的因素,共性,共性,产品,乙酸,主副反响及机理醋酸锰,温度：70-75,时间：3h,反响条件,反响器构造和材质传质放热腐蚀安全,共性,产品,乙醛,催化剂溶液的组成及主副反响对其影响,副反响耗HClCu2+、生成不溶固体树脂,工艺条件掌握(原料 原料气配比温度和压力),催化氧化均相催化氧化,化学化工学院 化工工艺学,非均相催化氧化法-,乙烯环氧化制环氧乙烷,银催化,剂组成,助催化剂,活性组分银,载体,-Al,2,O,3,钡、钾、铷、铯、钙、硒等作为助催化剂,10-20%,选择性好,抑制剂,主要功能是分散活性组分银和防止银微晶的半熔和烧结，使其活性保持稳定；,低比表面、无孔隙或粗孔隙型惰性物质，导热性能和较高的热稳定性,碳化硅、刚玉-氧化铝-二氧化硅,碱土金属、稀土金属和贵金属等分散银微粒，防止银微晶的熔结，有利于提高催化剂的稳定性，延长其使用寿命。,硒,、碲、氯、溴，可抑制二氧化碳的生成，提高银催化剂的选择性,1.催化剂,羰基化反响,羰基化反响概念、特点及分类,甲醇羰基化合成醋酸反响的根本原理、催化剂,甲醇低压羰化法制醋酸的优越性,化学化工学院 化工工艺学,第5章,把握煤化工的主要加工过程有哪些，各自的主要产品？,把握煤热解过程的三大阶段。,了解影响煤热解过程的因素：煤质、温度、加热速率、压力粒度。,什么是煤的低温干馏？,鲁奇低温干馏炉的特点：为什么称为三段炉？,化学化工学院 化工工艺学,低温干馏工艺的进展趋势：加氢热解、建立联合工艺、分级转化模式。,什么是煤的高温干馏？,为什么多数焦化厂都承受多种煤协作炼焦？,煤的成焦过程及特征？,现代焦炉的主要组成局部：炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区。,化学化工学院 化工工艺学,什么叫荒煤气？荒煤气净化的工艺流程？在荒煤气的净化过程中能得到什么化学品？,经脱氨后的煤气需要进展粗苯回收，其过程主要包括：用洗油吸取煤气中的苯族烃、富油脱苯和洗油再生。,煤焦油在进展蒸馏加工时为什么要进展脱水脱盐的预处理？在连续蒸馏过程中，不同的蒸馏温度各对应着什么馏分？从这些馏分中可加工萘、酚、蒽、菲、咔唑等化学品。,化学化工学院 化工工艺学,煤气化的概念,气化发生炉的构造炉体、加煤装置、排灰装置组成，从下至上分为灰渣层、氧化层、复原层、干馏层、枯燥层。,煤质对气化的影响：水分、挥发分、黏结性、反响性、灰分、热稳定性、机械强度、粒度分布？,气化过程的指标：煤气产率、气化强度、气化效率、热效率。,主要的煤气化技术：固定床、气流床、移动床，及代表工艺。,间歇法制水煤气工作循环：吹风、蒸汽吹净、一次蒸汽上吹、蒸汽下吹、二次蒸汽上吹与蒸汽吹净六个阶段。,化学化工学院 化工工艺学,煤液化的概念及分类,煤直接液化的原理,在煤加氢液化中氢的来源,加氢液化的反响产物,煤直接液化的影响因素,两段集成液化法的原则流程图,煤直接液化一般工艺过程,煤渣油共练法的概念及特点,三种相对成熟煤直接液化的工艺代表：IGOR、NEDOL、HTI,神华煤直接液化工艺流程图,化学化工学院 化工工艺学,煤间接液化的定义，主要的两条工艺路线,FT合成的概念、化学原理、催化剂、常用的反响器,FT合成典型工艺-Synthol合成工艺流程,MTG技术根本原理、常用的催化剂,化学化工学院 化工工艺学,氨合成、甲醇合成、FT反响等均是循环式工艺。,何为循环式工艺？,未反响的反响物从产物中分别出来，在返回反响器，其他的一些物料如溶液，催化剂溶剂等再返回反响器。优点：显著提高原料利用率，削减系统排放量，降低原料消耗，削减了对环境的污染。,化学化工学院 化工工艺学,考试题型,填空题20分，每空1分,单项选择题20分，每题2分,是非题10分，每题1分,简答题30分，每题6分,工艺设计题20分，每题6-7分，共三题,化学化工学院 化工工艺学,作业总结,化学化工学院 化工工艺学,