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正构惊泾环忧及（C6C5）芳泾7、煌美

14、热裂解二次反应：二次反应中除了较大分子的烯煌裂解能增产乙烯、丙饰外,其余反应都要消耗乙烯，降低乙炸的收率。应当尽量避开二次反应。8、结焦与生碳：结焦是低温度下通过芳连蛇合而成，有缀量氢.生碳是高温度下通过生成乙块中间阶段瓦.也为倜合的碳原子因，几乎不含氧。9、PONA:含且量PNA:乙端收率PNA:液体产物效率PVNVA;简*站候领向PVNA:10、裂解工艺参数：PoNA值（惊泾P炸煌0环境是N芳烧A,烧烧含量越大，芳是越少，则乙垢产率越高）,原料合变量（豆含量高射乙垢产率越高）,特性因敦K（K值越大则乙垢产率越高），芳是指数BMC1.（BMCI值越小则乙烯潜在产率越高）11.轧解结果指标：转

15、化率、产毛率、选择性、妆率和质量收率12、裂解工艺条件：温度（提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速.度，提高乙烯收率），府留时间（短侪留时间对生成炜煌有利），是分压（低瓜有利于乙炜的生产，行利于抑制结焦过程。）13、煌突然裂解采纳什么样的温度、保留时间和煌分压幅得到较好的产物分布？裂解温度：750-900C,原料分子量越小，所需裂解温度越高，乙烷裂解温度最高：温度一停留时间的影响：对于给定原料，相同我解深度,提高温度，缩短停留时间，可以获得较高的炜泾曲车，并削减结依抑制芳炷生成.所科我解汽油的股率相对较低，使烧烧效率明显增加；压力对我解反应的影响.从化学平衡角度分析压力只对脱氧反应有影

16、响）对一次反应：A0,及聚合缩合的二次反应n0,因此降低压力有利于提高乙坤平衡组成，有利于抑制结焦过程：从动力学分析上看,一次反应多是一级反应，及美聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应，因此降低压力，可增大一次反应对于二次反应的相对速率，有利于提高一次反应选抒性，成轻结危。但是由于裂解是在高温下进行的，不易用抽.A空施压方法实现施压,这是因为在高温不那密卦，一旦空毛漏入角压操作系统，与煌类毛体混合会引起爆炸，同时还会多消耗能源,对后面分别工序的压缩操作不利，因此工业上加入稀粹剂，P泾1.常压操作，从而乙爆量T。16、稀释剂：目的：降低炫分压；稀释制种美：水蕉三、鼠乞、精性气体；优点：设各在常

17、压或正压操作，平安性高,不会时以后压缩操作增加能耗。17 .裂解过程中为什么要加入水蒸汽起到了哪些作用：然容量大，可稳定炉管温度,防止过热;易分别，价格便宜、易得。抑制原料中的S对镁待合金炉管的腐蚀：钝化作用。陶温蒸汽可成线炉管内金属Fe、Ni对烧分解生炭反应的催化，抑制盘焦速度：清除积炭。高温水能与积炭反应而清除积炭。H20+CCO+H218 .裂解气为什么要急冷？急冷有哪些方法？各自的优缺点是什么？目的：回收高温热能，产生高压蒸汽：终止裂解反应（二次反应）：急冷的意义：确定消焦周期，甚至确定裂解炉的周期：影响全装置的能耗和原料的单耗：方法：干脆急冷：冷却介质（水、油）与裂解气干脆接触。间接

18、急冷：急冷例炉废热病炉用换热器回收大量的热量，冷却介质用高压水。19、裂解主要设备与工艺：设备：管式裂解炉。工艺：烧的热裂解，裂解气的依分然，毛体冷化系统，压痂和冷冻系统，料憎分别系统20.我解气体净化：1.碱洗法、乙醇朕法脱除酸性气体CO-HS危害为：干冰堵塞管道,也使催化剂中毒，产品达不到规定：2.J水，危害为生成晶晶物堵塞设备及管道：3.;宰剂汲取法和催化加氮法来说烧，危害为影响催化剂寿命，恶化产品质量，形成把心全因素，产生副产品。21、粉馆分别方法：依次分别流程（后加包）：前脱乙烷前加显流程：前脱乙烷后加包流程；前脱丙炕前枷氢流程：前脱丙烷后加氢流程。22、深冷分别：深冷分别过卷须要制

19、冷剂。制冷是利用制冷剂小缩和冷鞅得到制冷剂液体，再在不同压力下蒸发，则获得不同温度级位的冷冻过程。催化加且1、催化加塾类型：不饱和键的加氢：催化还原加玄：加氢分解。（然力学）：第一类加良反应（乙块加氮，一氧化碳甲优化，有机硫化物的氮解）其次类加氮反应（呆加氮合成环己烷.）第三美加也反应（一氧化碳加.由合成甲萌）2、催化加或反应原理：在催化剂的作用下，分子氢敕活化与有机化合物中的不饱和官能团加成反应.2、催化加氮工艺条件：温度：低温有利于加数反应压力：提高压力时反应有利。用量比（摩尔比）.3、催化加或拊制产品：1、裂解干的净化除块2、裂解汽油的精制3、箱制笨4、价制氢干4、催化加.由催化剂：金费

20、,催化剂、骨架催化剂、金属灭化物催化剂、金属硫化物催化剂和全属络合物催化剂等。5、CO加氮合成甲醇工艺流程：造气压缩合成分别新制6、CO加氮合成甲醇速度因素：温度.压力，催化剂7、Co加史合成甲醉工艺条件：a,反应温度及压力（催化剂种类而异）b空速（相宜空速与他化剂活性、反应温度及进塔气体姐成有关）c.原料毛组成（Zn-Cr。催化剂：H3:C0=4.5:轲基催化剂：Hi:C0=2.2-3。CO含量高不好：不利温度很制，引起殡基饯积聚,使催化剂失活,一般采纳或过量；H,过量：抑制高级砰、高级炫和还原性物质的生成,提高甲醇的浓度和纯度；豆导热性好，利于防止局部过热和催化剂床层温度限制）催化及丸1、

21、催化脱.氢反应类型：1、垸屋说氮生成炀及、二端星及芳及GNeTn-C.jH1:2,炜姓脱豆生成二爆炫CH:TcHRI-C（CHi）-CHz+H?;3、烷度芳炫脱氢生成炜瑟芳娃CM-CiHrCN-CH=CHj+H2:4、醉类胱氮可制得陵和阴类CHCHQHTCHQHO+H,2、乙笨催化脱氢工艺流程：脱氢反应、是气产物分别、代终产品苯乙端新制3、乙聚催化脱氧设卷：脱散反应器，冷凝然.精储塔催化氧化1、均相催化氧化的特意：催化剂活性核高、选择性校好：反应条件不太苛刻，反应比兢平他：设备林洁，容积较小，生产实力较高：反应洛度通常不太高,反应热利用率较低：在腐蚀性较艰的体系时要采纳特别材质：催化剂多为贵金

22、典.必需分别回妆。催化剂多为Co、Mn等过渡金属离子的盐类2、非均相催化灭化的特点：平行副反应的竞争比均相氧化反应困难而较难限制3、乙醛氧化制M酸生产工艺和主要设备：氧化反应,产物分别，产品孙制。设备为：搅抨鼓泡釜式反应2、连续鼓泡床塔式反应器。4、乙醛我化制醋酸反应原理和工艺条件：CH1CHO+12O.CHjCOOH1条件为：港度，压力,反应时间第五聿输*有机化工产品典型生产工艺1、料细化工：印新细化学工业,是生产精细化学品的工业2、通用化学品(大宗化学品):指应用范围广/、生产中技术要求高、生产批量大的化学品。如三酸、两成、化肥、乙烯、茶及合成树脂、合成板胶、合成纤维等.3、精细化学品：对

23、基本化学品的初级或次圾化学品深加工而制取的具有特定功能、挣定应用功能、合成工艺中步煤多、产量小、产品附加值高等系列产品,例如医药、农药、佚品添加剂等。4、磺化反应：磺化？族化作用？第六章聚合物产品典型生产工艺1、高分子化合物：高分子化合物通常指相对分子董IoA1.O的化合物2、单体、重复单元、结构单元、单体单元、聚合度3、加聚反应，维聚反应？4、连锁聚合，逐步聚合？3、聚合方法？本体聚合：溶液聚合：悬浮聚合：乳液聚合第七章化工工艺计算1、转化率(X).收率(Y)和选择性(三)?2、物料衡算质量守恒定律3、热量衡算一能,量守恒定律第八聿化工生产与环境衾妙1、绿色化工工艺：基本概念：场色化学又称环

24、境无害化学，由此发展的技术称环境友好技术或干净技术：印利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中印消退或削减那些对人类健康、社区平安、生态环境有等有害物质的运用和产生，设计探讨没有或只有尽可能少的环境负作用、在技术上和经济上可行的产品和化学过程。2、绿色化学的12条原则3、原子经济，性：反应物中原子有多少转化成了产物。设计合成方法时,应尽可能把反应过程中利用的原料都转化到最终产物中。4、建色化学工艺的主要内容：原料绿包化：无若无害原料、可再生案源：产品嫁包化：平安、可降解：过程烯。化：原子经济性反应、烽包催化剂、耗色谆剂、过程强化一、名叫说明：1、化工工艺学2、绿包化工、原子经济性3、反应收率、

25、反应选择性、反应转化奉4、泾臭热裂解5、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合6、煤的干馅、煤的气化7、催化重整8、汽油的辛烷值二、解答题：1、什么是汽油辛优值？箭迷提高汽油的辛境值主要手段。2、化工工艺学的探讨目的？简述现代化学工业发展方向。3、简述破铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备。4、在原料确定的状况下，从裂解过程的热力学和动力学动身，为了获得最佳裂解效果，应选捽什么样的工艺参数(件留时间、温度、压力)，为什么？5、烧美裂解为什么要加稀择剂？应选择什么样的稀择剂？6、合成氯原料t净化一氧化碳殳换的反应是什么？影响该反应的平衡和速度的因素有哪些？7、间歇法水煤气工作循环由那几个阶段组成？8、泾

26、类热裂解采纳什么杼的温度、保留时间和泾分压能得到较好的产物分布？9、转解过程中为什么要加入水蒸汽？它还起到了哪些作用？10、合成复原料气冲化一融化碳变换反应为什么存在最佳反应温度？最佳反应温度与哪些参数有关？11.什么是结焦或.生碳？前迷两者的区分。12、分别从热力学和动力学南度闻述工业生产中家合成反应的特点。13、用热力学和动力学擦金分析说明裂解反应在高温、短停留时间、依炫分压下进行的必要性？14、我解生产中为什么不采纳抽真空方法降低系统总压？15、合成氢原料气净化一丸化碳变换反应为什么通过分段冷却来实施降温？三、计算题1、某装比由乙优为原料经热裂解生产乙麻.我解后产生裂解产物除了毛息裂解气

27、外,还有少量的高聚物、俵、炭等，数量折合为冬立方米裂解气含炭21g。已知原料乙烷中各组分和裂解后的裂解气各组分摩尔分数(%)如下图所示。（2）乙垸转化率（3）乙烯的选择性和收率2、（本小题10分）板将原料油中的有机硫通过催化加氢梏变成HS进而脱出之，油中不饱和俄也加氢饱和。若原料油的进料速率为160mh,密度为0.9gm1.,氢气（标准状态）的进料建率为10800mh.原料油和产品油的摩尔分数纨成如下。（各物质摩尔质量G,HrSH:188:CM=CH?:152;C11Hj4:156：HjS:34：H1:2）分JHnSHCwHjo-CH1JRM.%70%28%产40.1%3.1%求（1）消耗的氢

28、气总量：（2）分别后气体的摩尔分数.3、以甲醇为原料制备甲衽.反应物及生成物均为生态，灭化剂为空气，空气进料过量50$,甲辞单程转化率为80%,转化的甲醇有90%消粕,于主反应，另有10%消耗于先全靠化，使对反应过程做物料衡算。4、以乙烘与酣酸合成静酸乙炜酯为例.如国所示，再连续生产中.贫设每小时流经各物料线的物料中含乙块的量为r11F600Kg,11=5000Kg.IntN450Kg,计算过程的单程转化率和全程转化5、欲配制含硫酸72硝酸26%,水然（均为质量分我）的混酸6500kg.须要20%发烟硫酸、855废酸以及含88%硝酸8%晓酸的中冏酸各为多少？6、氯笨一硝化叶，用罐量含量98%发灿硝酸和985浓麻酸来配制混酸，要求硫酸瓦水值1.27、硝酸比1.07。试计算Ikg1.款不一雄化制硝麻羲笨时要用多少千克98%发烟砧酸？多少千克98%浓硫酸？并计算所配洸酸的质量和组成（已知HNO3分子量63,氧茉分子量113）7、菜二硝化时的工艺条件是硫酸脱水值（D.V.S）为3,硝酸比=1.20,酸油比6.5,计算所采纳的混酸组成。（以100o摩尔的菜为计算出准，票的厚尔质量为128kgkmo1.）