合工大化工工艺学复习资料

1、 化学工艺学的研究目的是创立技术先进、经济上合理、生产安全、环境无害的生产过程。2化工工艺学涉及内容3化学工艺学与化学工程学分工中的效应4化工装置规模增大，为什么能使成本降低装置规模增大，其单位容积单位时间的产出率随之显著增大，而且设备增大并不需要增加太多的投资，更不需要增加生产人员和管理人员。化石燃料包括煤、石油、天然气、油页岩和油砂等，他们主要由碳和氢元素组成。他们是最重要的能源，也是最重要的化工原料，目前世界上85%左右的能源与化学工业均建立在石油、天然气和煤炭资源的基础上。将原料转变成化工产品的工艺流程成为化工生产工艺流程。2-4、何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。优点：能显著提高原料利用率，减少系统排放量，降低了能源消耗，减少了对环境的污染。缺点：循环需要使用泵，利用较多能量，惰性物料也参与循环，影响反应速率。转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始的分率或百分率。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。因为尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变为副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。5、 无机化学矿产量最大的两个产品分别是什么？如何加工利用？磷矿和硫铁矿是产量最大的两个产品。2Ca5F（SO4）3+ 7H2SO4 + 7H2O=3Ca(H2PO4)26、 石油的蒸馏与一般精馏相比，有哪些特点？A、 根据一定沸程收集馏出物，不是分离出纯组分B、 从塔的不同高度出料 C、石油的加热在塔外的加热炉中进行7、 简述化工生产过程的三大步骤。8、 画出化工工艺过程的洋葱模型示意图9、 化工生产中不同温位的热能应如何回收？10、何谓生产能力、生产强度？11、 对于可逆放热反应，净反应速率随温度变化的规律如何？对于可逆放热反应，速率随温度变化温度较低时，速率随温度升高而增高，到某一值后，净反应速率开始随温度升高而下降。提高裂解温度并缩短停留时间：a、改进辐射盘管金属材质；b、改进辐射盘管的结构裂解炉出口气体的高温裂解气在出口高温条件下将继续进行裂解反应，为此需要通过急冷以终止其裂解反应。急冷分为间接急冷和直接急冷。杂质：H2S，CO2，H2O，C2H2，CO采用多级压缩原因：a、节约压缩功耗；b、降低出口温度；c、减少分离净化负荷段数确定依据：a、压力采用3.6MPa左右；b、12、 正构烷烃热裂解过程的主要反应通式脱氢反应是CH键断裂的反应，生成碳原子数相同的烯烃和氢断链反应是CC键断裂的反应，反应产物是碳原子数较少的烷烃和烯烃，两者均为吸热反应4-1、简述芳烃的主要来源和主要生产过程来源于煤焦化工业和石脑油重整生成有及烃裂解生产乙烯副产的裂解汽油。主要生产过程见115-119 芳烃转化工艺，可以方便依据市场的供求，调节各种芳烃的产量。主要反应有：异构化、歧化与烷基转移、烷基化和脱烷基化等几类反应。15、画出裂解汽油的三种分馏图。a、 合成氨；b、合成甲醇；c、合成醋酸；d、烯烃的氢甲酰化产品；e、合成天然气、汽油和柴油新用途：a、直接合成乙烯等低碳烯烃；b、合成气经甲醇再转化为烃类；c、甲醇同系化制乙烯；d、合成低碳醇；e、合成乙二醇；f、合成气与烯烃衍生物羰基化合物5- 3、以天然气为原料生产合成气的过程有哪些主要反应过程？从热力学角度考虑，对反应条件有哪些要求？从动力学角度又有哪些要求？热力学：适当的高温、稍低的压力、和高水碳比动力学：温度升高反应速率、平衡常数增大，高压利于提高初期反应速率，适当的水碳比 5-4、如何根据化学热力学、化学动力学原理和工程实际来优化天然气-水蒸气转化制合成气的工艺条件？A、 压力 热力学：低压适合转化；动力学：初期增加速率加快，接近平衡时加压反而降低速率。故甲烷水蒸气转化过程一般是加压的，大约3MPaB、 温度 热力学：高温下甲烷平衡浓度低；动力学：高温使速率加快。C、 水碳比 水碳比高利于防止积碳，故为防止积碳，操作中一般控制水碳比在3.5左右。5-5、天然气-水蒸气转化法制合成气过程有哪些步骤？为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些脱硫方法比较好？在制造合成气时，其中硫化物转化为硫化氢和有机硫气体，会使催化剂中毒。脱硫方法：干法脱硫：吸附法、催化转化法 湿法脱硫：化学吸附法、物理吸附法、物理-化学吸附法、湿式氧化法。固定床间歇式气化制水煤气：只用空气而不用纯氧，成本和投资费用低；固定床连续式气化制水煤气：一氧化碳含量低，适合做城市煤气；流化床连续式气化制水煤气：直接使用小颗粒碎煤为原料，并可利用褐煤等高灰分煤；气流床连续式气化制水煤气：在常温常压下进行，气固接触面大，细颗粒的内扩散阻力小，温度又高，因而扩散速率和反应速率高，生产强度大反应平衡影响因素： 温度 低温平衡右移水碳比 高水碳比平衡右移原料中CO2含量 CO2含量多，平衡左移速率影响因素： 压力 3.0MPa下，加压速率增大 水蒸汽用量 水碳比低于4，提高水碳比，速率增长较快，大于4，增长不明显温度 催化剂和原始组成一定时，最佳反应温度随转化率的升高而降低放热可逆反应所以存在最佳反应温度。与水碳比、CO转化率、正逆反应活化能、水煤气原始组成有关。 5-11、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？ 段数增多时，操作温度更接近最佳温度曲线，以较高的速率达到较高的转化率 选定依据：水煤气中的CO含量、所要达到的转化率、催化剂活性温度范围。反应器包括：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、水增其或冷凝水冷激式多段绝热反应器A、铁铬系变换催化剂，使用温度范围300-530，反应前还原成Fe3O4、B、铜基变换催化剂，适用温度180-260，反应前须还原成具有活性的细小铜晶粒，原料气硫化物的体积分数不超过10-7C、钴钼系耐硫催化剂，适用温度160-500，反应器将钴、钼氧化物转化为硫化物才有活性。5-14在合成器制造过程中，为什么要有脱碳步骤？通常有哪些脱碳方法，各适用于什么场合？在合成气过程中会生成一定量的CO2，尤其当一氧化碳变换过程时，其含量课高达28%-30%，所以需要脱碳1、化学吸附法：a、本菲尔法 b、复合催化法 c、空间位阻胺促进法 d、氨基乙酸法2、物理吸附法：a、低温甲醇洗涤法 b、聚乙二醇二甲醚法 c、碳酸丙烯酯法3、物理化学吸附法 4、变压吸附法16、甲烷水蒸气转化体系中的独立反应？18、变换反应器的类型有哪些？画出相应操作过程的T-X图加氢催化剂：活性成分主要是第VI族和第VIII族的过渡元素，对氢有较强的亲和力脱氢催化剂：a、有良好的活性和选择性，能在低温下进行反应；b、热稳定性好；c、化学稳定性好；d、有良好的抗结焦性和易再生性。温度越高，转化率越高，选择性越低空速越小，停留时间越长，转化率越高，选择性越低20、画出氨合成工段的原则流程示意图22、画出甲醇工艺的原则流程示意图1、 乙炔法：25-250范围内平衡常数高,但高温使氯化汞升华而导致催化剂流失2、 联合法:利用已有的电石资源和乙炔生产装置,迅速提高生产能力,但不能完全摆脱电石原料3、 烯炔法:摆脱了电石原料,省去分离乙炔和乙烯的费用,但技术复杂,投资较大,成本较高4、 平衡氧氯化法:解决了氯化氢利用问题将氧氯化法与乙烯直接氯化结合在一起，两个过程所生成的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯，则可平衡氯乙烯，这种方法叫平衡氯氧化法。原理： 部分题目由于难度太大未整理，请原谅 徐然7 / 7文档可自由编辑打印