生产实习报告
姓名：赵凯
学号：111408152
专业：化学工程与工艺
系别：化学与化学工程系
指导老师：苏菁、刘丽华
日期：2011.9.25
前言 (3)
1. 一次二次盐水工段 (4)
2.电解工段 (9)
2.1电解工艺流程 (9)
2.2.电解原理 (11)
3.氢气和氯气处理工段 (11)
3.1.氢气处理 (12)
3.2.氯气处理： (12)
4盐酸工段 (16)
4.1主要任务 (16)
4.2工艺流程简述 (16)
4.3开车条件 (18)
4.4生产控制指标 (18)
4.5产品技术指标 (19)
5乙炔工段 (19)
5.1乙炔的产生 (19)
5.2影响反应的主要因素 (20)
5.3 乙炔清净原理 (21)
5.4 工艺流程 (22)
5.5生产工艺过程简述 (23)
5.6.生产工艺条件及生产控制指标 (24)
6氯乙烯工段 (26)
6.1工段任务 (26)
6.2工艺流程简介 (26)
6.3主要反应原理 (26)
7聚氯乙烯合成工段 (27)
7.1工段任务： (27)
7.2釜内主要反应原理和化学方程式 (28)
7.3工艺流程 (28)
7.5工艺指标 (30)
8. 离心干燥工段 (31)
8.1工段任务 (31)
8.2工艺流程 (32)
收获与体会 (34)
结束语 (35)
前言
河南神马氯碱化工股份有限公司是以生产氯碱及聚氯乙烯树脂
等基础化工原料为主的企业,是中国神马集团公司的控股子公司。前身是国有大型档企业,平顶山市树脂厂,始建于1971年,公司占地30万平方米,总资产2.5亿元,拥有员工1485人,其中各类专业技术人员150余人,公司位于平顶山市区东南郊,西临新华路,南靠漯宝铁路,拥有铁路专用槽车,运销方便,地理位置优越。公司主要产品有烧碱、聚氯乙烯树脂、盐酸、液氯、塑料制品等,目前年生产规模为:烧碱(100%)5.5万吨(其中离子膜碱3.5万吨)、聚氯乙烯树脂5万吨、工业盐酸2万吨、高纯盐酸1万吨、液氯2万吨、电石3万吨、塑料制品2000吨、其它氯产品1万吨,产品广泛用于化工、轻工、纺织、造纸、染料、塑料等行业,质量稳定,畅销国内外市场,公司拥有生产氯碱产品所需要的丰富的卤盐、煤、水、电力等资源优势,产品成本较低,市场竞争力强大,发展前景广阔。公司技术力量雄厚,装备现代化,是河南省唯一引进日本离子膜烧碱企业之一。公司引进德国RAMISCII 公司的两辊热熔延生产线装置生产的矿有系列产品--隔爆水袋布等,各项指标全部符合部颁标准。公司质保体系健全,监测手段完备先进,通过了ISO9001:2000质量管理体系认证,确保了产品优质稳定电石
是氯碱公司生产PVC树脂的主要原材料，构建大型电石基地是神马氯碱实现发展目标的一个前提。按照目前该公司年产20万吨PVC树脂的生产规模，企业年需电石32万吨；到今年年底该公司要形成40万吨PVC树脂的生产规模以后，年需电石64万吨；按照“未来3-5年，
神马氯碱公司”将形成年产100万吨离子膜烧碱、100万吨PVC树脂生产规模”的目标，企业年需电石将增至165万吨。神马氯碱集团的生产主要是通过电解食盐水生产烧碱，氯气和氢气。采用的离子膜电解法。生产的烧碱可直接销售，经过三效蒸发的生产片碱，加入纯水后循环加入离子膜电解槽中，用于树脂再生剂，氯气可经过洗涤，冷却，干燥，加压液化转化成产品液氯，也可以进一步加工成盐酸，聚氯乙烯等。氢气可作为生产盐酸的原料，也可作为能源气直接输送到使用部门。离子膜电解法比隔膜电解法在能耗，产品质量，环境污染等方面具有明显的优势性，且工作环境也进一步提高，以前我国不具备生产离子膜的能力，离子膜仍需依靠进口。但现在我国已经掌握了离子膜的制造技术，成为世界上第三个国家掌握此技术，对我国的经济发展非常有利。
1. 一次二次盐水工段
一次盐水二次盐水流程介绍
神马氯碱厂由于离叶县的盐矿近，成本低，因此用的是叶县的盐水。由叶县地下盐田化盐后输送过来的300-310g/l的粗盐水溶液首先进入前折流槽，在折流槽的入口处，加入一定量的次氯酸钠溶液，以分解盐水中的藻类等有机物质；同时在前折流槽的中部加入盐酸，以调节粗盐水中的过碱量。为使上述反应完全，粗盐水经过前折流槽后还需进入前反应桶。在前反应桶中，通过不断搅拌，使反应更充分、更完全。
反应完全后的盐水用加压泵经气水混合器送入加压容器罐，并经文丘里混合器与FeCl3充分混合后进入预处理器。通过加入一定量的压缩空气，使得粗盐水中溶入一定量的空气，可形成气浮效应。加压罐压力为0.16-0.2Mpa。
盐水从切线方向进入预处理器的凝聚反应室，盐水中的氢氧化镁及其它一些轻质不溶物附在气泡表面上浮到预处理器上面，较重的物质则沉降到处理器底部，清盐水则经溢流管到后折流槽。
盐水进入后折流槽后加纯碱，以除去盐水中的Ca2+ ，加入亚硫酸钠，以除去盐水中的游离氯。为了确保反应充分，折流槽后还串联两台后反应桶，并用搅拌器予以充分搅拌，反应后的盐水进入盐水中间槽，并由过滤器进液泵送入HVM膜过滤器进行过滤。
在HVM膜过滤器中，盐水缓慢穿过过滤袋，从过滤器上部清液腔中流出，而盐水中的固体悬浮物则被过滤袋截留在其表面。经过凯膜过滤器过滤后，盐水中固体悬浮物降至≤8ppm。此时，过滤所得盐水即可送至精盐水贮槽，通过精盐水泵输送，供电解装置使用。
此外，经过滤一段时间后，HVM膜过滤器中的过滤袋表面滤渣达到一定厚度时，HVM膜过滤器进行自动返洗。在运行一段较长时间后，过滤袋表面会结垢，须在结垢还没有较硬时进行清洗，以防过滤袋硬化坏损坏。清洗凯膜过滤器时，先将过滤器内的液体全部排空，并打开过滤器管板上的盲板。然后将酸液槽中配制的15%左右的盐酸溶液用酸泵（P-510）送入过滤器，要求加入的酸液浸满膜过滤袋，但必
须在管板以下。开启过滤器底部的压缩空气气动阀，用压缩空气鼓泡搅拌45分钟。这是神马氯碱厂的程序。
一般来说，一般的氯碱厂的工序是来自盐水工序的一次盐水进入过滤盐水贮槽，再由过滤盐水泵送至盐水加热器，加热至工艺要求温度（55℃-60℃）然后送入螯合树脂塔，通过螯合树脂离子交换除去其中的钙、镁等其他多价离子。树脂塔采用三塔式操作。（正常运转时两台串联运行，第一台为工作塔，第二台检查把关；一塔再生备用，每24小时切换一次。）切换下来的树脂塔中的树脂吸附了大量的阳离子，用酸、碱另行再生（浓度为31﹪的酸与纯水混合成浓度约为7﹪的稀酸液，；浓度为32﹪的碱与纯水混合成浓度约为4﹪的稀碱液）。
从树脂塔出来的二次精制盐水经过树脂捕集器后进入精制盐水储罐，再由精制盐水泵送至盐水高位槽，然后自流入电解槽、进入每台电解槽的阳极液进料总管，然后经软管进入每个阳极室，精制盐水在阳极室中进行电解，产生氯气和淡盐水，此时淡盐水的浓度降低，电解后产生的氯气和淡盐水的混合物通过软管汇集排入阳极液出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离。淡盐水在淡盐水总管汇集后进入淡盐水循环槽，有淡盐水泵送至脱氯塔，氯气在脱氯塔顶部经过氯气冷却器被真空泵抽走，冷却下来的氯水被送入阳极液排放槽，被分离出的氯气进入氯气总管，脱氯后的淡盐水（加碱32﹪），由脱氯盐水泵送回至一次盐水工段（加亚硫酸钠11﹪），一少部分淡
盐水被送回精制盐水管道与精制盐水一同进入电解槽，氯气在氯气总管中汇集后送入淡盐水循环槽顶部，经氯气总管送出界区。
阴极液由碱液高位槽自流入电解槽，进入每台电解槽的阴极液进料总管，然后经软管进入每个阴极室（为了确保碱浓度在规定值，入槽前加入一定量的纯水），碱液在阴极室中进行电解产生氢气和烧碱，点解产生的氢气和烧碱的混合物通过软管汇集排入阴极出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离，碱液会合后进入碱液循环槽，一部分碱液由碱液循环泵送至碱液冷却器加热至工艺要求温度（82℃-88℃），然后送入碱液高位槽自流入电解槽；另一部分碱作为成品碱被送至成品碱冷却器进行冷却，冷却后送出界区。
将盐水与蒸发工段送来的回收盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液，同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂(氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等)以达到要求的浓度，使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂(聚丙烯酸钠等)。经过澄清、砂滤得到一次盐水，一次盐水经过滤、中和和树脂吸咐等步骤制得质量合格的精盐水，按需要源源不断地输送给电解工段。
基本化学方程式：CaCl2+NaCO3=CaCO3+2NaCl
CaSO4+Na2C03=CaC03+2Na2SO4
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl
Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl
工艺流程图：
2.电解工段
2.1电解工艺流程
二次精制盐水以一定的流量送往电解槽的阳极室进行电解。与此同时，纯水加入入槽碱总管，稀释后的碱液进入阴极室。通入直流电后，在阳极室产生的氯气和流出的淡盐水经分离器分离后，湿氯气送入淡盐水循环槽顶部，湿氯气中的水分被分离，氯气进入氯气总管送到氯氢处理工序，从阳极室流出的淡盐水中一般含：NaCl 200~220g/l,还有少量铝酸盐，次铝酸盐及溶解氧。一小部分返回电解槽的阳极室，另一部分进入淡盐水循环槽，进入脱氯塔经脱氯后送到界区外。
在电解槽阴极室产生的氯气和浓度为3%左右的高纯液碱，同样
也经过分离器分离后，湿氯气送入碱液循环槽顶部，湿氯气中的水分
被分离，氯气进入氯气总管送至氯氢处理工序。32%的高纯液碱一部分作为商品碱出售，或送到蒸发工序浓缩。另一部分则加入纯水后回流到电解槽的阴极室。
从树脂塔出来的二次精制盐水经过树脂捕集器后进入精制盐水储罐，再由精制盐水泵送至盐水高位槽，然后自流入电解槽、进入每台电解槽的阳极液进料总管，然后经软管进入每个阳极室，精制盐水在阳极室中进行电解，产生氯气和淡盐水，此时淡盐水的浓度降低，电解后产生的氯气和淡盐水的混合物通过软管汇集排入阳极液出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离。淡盐水在淡盐水总管汇集后进入淡盐水循环槽，有淡盐水泵送至脱氯塔，氯气在脱氯塔顶部经过氯气冷却器被真空泵抽走，冷却下来的氯水被送入阳极液排放槽，被分离出的氯气进入氯气总管，脱氯后的淡盐水（加碱32﹪），由脱氯盐水泵送回至一次盐水工段（加亚硫酸钠11﹪），一少部分淡盐水被送回精制盐水管道与精制盐水一同进入电解槽，氯气在氯气总管中汇集后送入淡盐水循环槽顶部，经氯气总管送出界区。
阴极液由碱液高位槽自流入电解槽，进入每台电解槽的阴极液进料总管，然后经软管进入每个阴极室（为了确保碱浓度在规定值，入槽前加入一定量的纯水），碱液在阴极室中进行电解产生氢气和烧碱，点解产生的氢气和烧碱的混合物通过软管汇集排入阴极出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离，碱液会合后进入碱液循环槽，一部分碱液由碱液循环泵送至碱液冷却器加热至工艺要求温度（82℃
-88℃），然后送入碱液高位槽自流入电解槽；另一部分碱作为成品碱被送至成品碱冷却器进行冷却，冷却后送出界区。
2.2.电解原理
精制盐水在电解槽内，经电解阳极析出Cl2以及NaOH，阴极析出H2，方程式是这样的：
NaCl+H2O H2+Cl2+NaOH
2.3.复极离子膜电解工艺指标
电解槽入口阳极液工艺指标：入口阳极液酸度：0.15mol/L
电解槽出口阳极液工艺指标：NaCl浓度：21010g/L
淡盐水pH：2~5
出口阳极液酸度：0.0005~0.001
电解出口阴极液工艺指标：出槽温度：85~90
碱中含盐：0.01%
成品碱浓度：32~32.5%
氯、氢气总管工艺指标：氯气纯度：98%
氯中含氢：0.4%
氢气纯度：99%
3.氢气和氯气处理工段
本工段的另一重要任务是通过氯气和氢气的进出口回流量的调节来达到电解槽阳极室和阴极室的压力平衡，保证电解槽的安全运行。
3.1.氢气处理
工艺流程：
图是氢气处理流程图，来自电解槽阴极的氢气首先进入氢气洗涤塔，此塔为一空塔，内装数层喷淋装置，冷却水经喷水装置，自塔顶喷淋下来，与自塔底进入的氢气相遇，进行冷却和洗涤，氢气所带的大部分水蒸气和碱雾，便被洗涤下来，随同用过的冷却水一起排出。从洗涤塔出来的氢气分为两部分，一部分经过H2风机输送到冷却塔进一步冷却，然后由缓冲罐分配：到片碱工段作加热介质，到与Cl2反应以及到氢压站。另一部分由氢气压缩机输送到水雾捕集器，然后输送给用户使用。压缩过程中使用N2作保护气体。
3.2.氯气处理：
氯气处理工段是氯碱生产厂中联接电解槽与用氯部门的工序，起着承上启下的作用，也是稳定电解槽正常运行、确保安全生产的重要
环节。由食盐水溶液电解，其阳极产物是温度较高、并伴有饱和水蒸汽及夹带一定盐雾杂质的湿氯气，每吨气相的湿含量可达0.3381吨以上。这种湿氯气对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有少量的稀土及贵金属或非金属材料在一定条件下才能抵御湿氯气的腐蚀，从而使氯产品的生产和气氯的输送发生困难。而干燥脱水的氯气在通常条件下对钢铁等常用材料的腐蚀是比较小的。详见表3-1。
表3-1氯气对钢铁腐蚀速率表
由表可知，对湿氯气的脱水干燥是生产、输送、使用氯气过程所必须的。
对湿氯气的脱水干燥是生产、输送、使用氯气过程所必须的。氯气处理的目的就在于除去湿氯气中的水分，使之成为含湿量甚微的干燥氯气，以适应氯气输送和氯产品生产的需要,由此可见,氯气处理的任务就是将电解槽阳极析出的饱含水蒸汽的高温湿氯气进行冷却除沫、干燥脱水、除雾净化,再压缩输送到各用氯部门,经过处理后,氯气中的含水量降至0．01％以下,基本不含酸雾,成为合格的氯气.除
此之外还应调节湿氯气出电槽总管时的负压以及在紧急故障情况下将事故氯气进行处理,不使其外泄。
工艺流程：
图是氯气处理流程图。来自电解槽阳极的高温湿氯气经湿氯气缓冲器的分配，进入工业水列管冷却器，由工业水进行冷却，使气相温度降至相 40℃以下，再进入盐水冷却器，用 6 ~10 ℃的氯化钠溶液进行冷却，使气相温度降至 11 ~14 ℃。但气相温度不可降得过低，若低于 10 ℃的话（如 9 .6 ℃），湿氯气易形成Cl2 8H2O 的氯水结晶物，从而使设备、管道结冰堵塞。经冷却后的气相进入水沫过滤器除去气相中夹带的游离水，再进入泡沫干燥塔。气相自下而上分别依次穿过五块塔板，与自上而下的硫酸在塔板上错流接触，进行吸收传质，气相中的水分被硫酸吸收掉，气相出泡沫干燥塔顶部时，已成为含湿量低于100PPm 的合格氯气。98％的浓硫酸经盐水冷却至10 ℃后被送入浓酸高位槽，分二路进泡沫干燥塔。一路经节流调节进入泡沫塔第一块塔板（由上往下数），与氯气接触吸收微量水分，
由外溢流进入泡沫塔第二块塔板，再与氯气接触吸收微量水分，外溢流经液封去循环槽，由循环泵抽吸经硫酸冷却器冷却后再去浓硫酸高位槽，循环使用，另一路经节流调节进入泡沫干燥塔第三块塔板，与氯气接触吸收水分后经内溢流进入第四块塔板。来自稀酸冷却器的功10 ℃、浓度为 72 ％的稀硫酸进入泡沫塔第四块塔板，与来自第三块塔板内道流的浓酸混成浓度为 80 ％的吸收液，大量吸收湿饭气中水分，外溢流进入第五块塔板，继续大量吸收湿氯气中的水分，使浓度达到 72 ％的稀硫酸经液封与塔底酸一同进入稀映循环槽，在确保正常循环量的前提下，多余的一部分稀酸溢入废酸槽。正常量的稀酸由稀酸循环泵抽吸经硫酸冷却器冷却后再注入泡沫塔第四块塔板循环使用。出泡沫塔的干燥氯气进入酸雾过滤器自净去除酸雾，进入氯气离心式压缩机，经四段事轿冷却达到常温，保持 0.38MPa。（表压）以下的排出压力，经分配台送至各用氯部门。
4盐酸工段
4.1主要任务
通过调节进入合成炉的氢气与氯气的流量配比，合成合格的氯化氢气体
4.2工艺流程简述
来自氯氢处理工段的氯气、氢气，经过冷却器、缓冲器、调节阀（二合一炉还经过孔板流量计、自控调节阀、快速切断阀)阻火器进入合成炉灯头混合燃烧，生成氯化氢气体自炉顶排除，经空气冷却器（二合一炉经过浸泡在水槽中的石墨管）进入石墨冷却器，冷却后氯化氢气体通过分配台经过氯化氢预冷器送氯乙烯工段作原料，多余部分用水吸收制成盐酸。
反应为：Cl2+H2======2HcL+Q（条件为在合成炉中燃烧）
工艺流程图如下：
4.3开车条件
氢气纯度：大于等于90% 操作压力：0.11~0.13MPa
氯气纯度：大于等于98% 操作压力：0.05~0.079MPa
夹套炉：含氢：小于等于0.4% 合成炉出口含氢：小于等于0.4% 水压：大于等于0.3MPa
二合一炉：炉含氢;小于等于0.4% 合成炉出口含氢：小于等于0.4% 水压：大于等于0.3MPa
4.4生产控制指标
A 原氯：纯度：大于等于95%（分析8次每班）含氢：小于等
于0.4% 含水：小于等于300ppm
尾氯；大于等于85% 含氢：小于等于3%
氯气压力：0.11~0.13MPa
B 氢气：纯度：大于等于98% 压力：0.05~0.079MPa
C 夹套合成炉：出口压力：0.026~0.06MPa 石墨冷却器进口口
温度：108~180C
二合一合成炉：出口压力：小于等于60kPa 石墨冷却器进口口
温度：360~400C
氯化氢出口温度：小于等于400C
D 吸收塔：出口温度：小于等于50C
4.5产品技术指标
氯化氢：纯度：大于等于93% 氢气：小于等于5% 过氯量：小于等于0.04%
盐酸：HCl：大于等于31%
氢气、氯气分别从两个不同管道送入合成炉，在合成炉中合成氯化氢。合成的产物先经过初步冷却然后进入石墨冷却器，再次冷却。接着产物进入分配台，一部分用于转化，另一部分进入吸收塔。在吸收塔中水从上边进入，由上到下喷淋产物，吸收产物。吸收分别经过一二级吸收塔，最后未反应的氯气及杂质气体经过尾气塔除去。
主要设备为氯气氢气合成塔
结构为一个大型的反应釜，外面有夹套，夹套里通水或空气冷却。
氯气或氢气进塔前经过预热器的预热，预热器为列管式换热器，换热器管程走气体壳程走水，两者通过管道接触传递热量。
石墨冷却器结构类似于预热器，效率高一些。
5乙炔工段
5.1乙炔的产生
在湿式发生器中电石加入液相水中，即水解反应生成乙炔气体，其反应式如下:
CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑+13OkJ/mol
由于工业品电石有杂质，在发生器水相中也相应发生副反应，生成磷化氢，硫化氢等杂质气体，其反应式如下:
CaO+H2O→Ca(OH)2+63.6KJ/mol(15.2kcal/mol)
CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑ Ca3N2+6H20→3Ca(OH)2+2NH3↑
Ca3P2+6H20→3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca2Si+4H20→2Ca(OH)2+SiH4↑
Ca3As2+6H20→3Ca(OH)2+2AsH3↑
因此，发生器排出的粗乙炔气体中含有上述副反应产生的磷化氢、硫化氢、氨等杂质气体。水解反应生成大量的氢氧化钙副产物，使系统呈碱性。由于硫化氢在水中溶解度大于磷化氢，使粗乙炔气中有较多的磷化氢(如数百PPm)及较少的硫化氢(数十至数百PPm)，磷化物尚能以P2H4形式存在，它在空气中自燃。由于湿式发生器温度控制在80℃以上，有双分子乙炔加成反应生成乙烯基乙炔及乙硫醚的可能，这两种杂质一般可达到数十PPm以上。在85℃反应温度下由于水的大量蒸发汽化，使粗乙炔气夹带大量的水蒸汽。一般水蒸汽:乙炔≈1:1。
5.2影响反应的主要因素
1）电石的粒度：电石的水解反应是液固相反应，电石与水的接触面积越大，即电石粒度越小时，其水解速度也加快。有人在较低温度下得到如下的结果。但粒度也不宜过小，否则水解速度太快，使反应放出的热量不能及时移走，易发生局部过热而引起乙炔分解和热聚，进而使温度剧升而发生爆炸。粒度过大，则水解反应缓慢，发生器底部间歇排出渣浆中容易夹带未水解的电石，造成电石消耗上升。因此为了防止事故和保证电石水解完全,所以对电石的粒度有一定的要求。
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化工原理课程设计管壳式换热器汇总 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]
设计一台换热器 目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。
3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求： 1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
2010-2011学年第二学期末考试试题（A 卷） 一、选择题（30分，每题1.5分） 1、―三传一反‖是化学反应工程的基础，其中所谓的―一反‖是指 （ D ）。 A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 2、对于反应sS pP b B aA +?→?+， 则P r = ___A__ ()A r -。 A. a p ， B. a p ， C. p a , D. p a 3、气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1 摩尔比进料，则膨胀因子A δ=（Ｄ ） A. –2 B. –1 C. 1 D. 2 4、气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1 摩尔比进料，则膨胀率A ε=（ Ｃ ） A. –1 B . –1/2 C. 1/3 D.4/3 5、反应2421042H H C H C +→，反应速率常数10.2-=s k ，则反应级数n=（ Ｂ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 6、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的得率X P =（ Ａ）。 A. 00A P P n n n - B.A A P P n n n n --00 C.00S S P P n n n n -- D.0 R R P P n n n n -- 7、分批式操作的间歇反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项（ Ｂ ）。 A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 8、对于反应级数n ＜0 的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用（Ｂ）。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 9、对于单一反应组分的平行反应 ，其瞬间收率P ? 随C A 增大而单调下降，则最适合的反应器为( Ａ )。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
中北大学 课程设计说明书 学生姓名:学号： 1404 学院: 环境与安全工程学院 专业: 安全工程 题目: 乙烯/空气混合气体管道波纹阻火器设计 指导教师：职称:讲师 2018年1 月14日
目录 1 概论 (1) 2 机械阻火器 (2) 2.1 阻火器的工作原理 (2) 2.2 阻火器的种类 (4) 2.3 阻火器主要应用场所 (4) 2.4 阻火器特点 (5) 3 波纹型阻火器（乙烯/空气）设计 (6) 3.1 GZW-1型波纹型阻火器 (6) 3.2波纹型阻火器结构 (8) 3.3阻火器结构设计 (9) 3.4阻火器性能测试 (15) 4课程设计总结 (16) 参考文献 (17)
1概论 爆炸阻隔是一种利用隔爆装置将设备内发生的燃烧或爆炸火焰实施阻隔，使之无法通过管道传播到其他设备中去的一种防爆技术措施。隔爆技术措施按作用机制不同，分为机械隔爆和化学隔爆两种类型，隔爆装置主要有工业阻火器、主动式隔爆装置和被动式隔爆装置等几种类型。工业阻火器又分为机械阻火器、液封阻火器和料封阻火器等类型，主要用于阻隔燃烧和爆炸初期火焰蔓延；主动式隔爆装置通过传感器探到的爆炸信号实施制动；被动式隔爆装置则依靠爆炸波本身引发制动。本次设计产品为波纹型阻火器（乙烯/空气），为机械阻火器的一种。阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃、易爆物料的设备、管道、容器内，或者阻止火焰在设备和管道闻蔓延。 乙烯极易发生氧化爆炸，当乙烯气体浓度达到爆炸极限，遇到点火源，便可发生氧化爆炸。乙烯在空气中爆炸浓度范围大约为2.74～36.95%（体积）。同时乙烯爆炸所需点火能很低，约0.096 mJ。此外乙烯具有分解爆炸特性，其分解过程不需要助燃剂氧气的参与。一旦局部气体过热使少量气体分解而波及剩余气体，短时间内气体急剧膨胀并且放出大量热量，最终导致爆炸发生[1]。故通过高效、经济的阻火器来阻止乙烯爆炸，或进行爆炸阻隔很有必要。 防火、灭火技术是防火防爆课程的主要研究内容之一，通过本设计，进一步学习防火、灭火的基本理论知识，掌握各类阻火器的工作原理、规格、用途、效能以及使用方法。
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 中北大学 中北大学 课 程 设 计 任 务 书 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 化学反应工程试题 班级姓名学号号 一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分） 1.（）不是反应程度的特点 A 总为正值 B 各反应组分的反应程度相同 C 随反应时间而变 D 与反应计量系数无关 2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（） A 反应速率常数为负值 B 反应速率随浓度的下降而减小 C 公式表示的是A的消耗速率 D dc A/dt为正值 3.返混的定义是（） A 不同空间位置的粒子的混合 B 不同停留时间的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 4.自催化反应当转化率为零时反应速率（） A 最大 B 出现极值点 C 为负值 D 为0 5.平推流反应器中诸参数不随（）而变 A 反应物的组成 B 反应器的轴向位置 C 反应器的空间时间D反应器的径向位置 6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停 A 等于 B 小于 C 大于 D 接近于 7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反 应器与平推流反应器的体积比（）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 不好说 8.复合反应的瞬时选择性定义为（） A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗 的反应物的比值 B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物 消耗的反应物的比值 C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗 速率的比值 D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速 率的比值 9.空间时间的定义是（） A 停留时间与非生产时间的和 B 实际反应时间与真实停留时间的和 C 反应器有效容积与入口体积流率的比值 D 反应物微元在反应器内经历的时间 10. 11.平推流反应器的无因次方差为（） A 1 B 2 C －1 D 0 12.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平 推流反应器的体积比（） A 不变 B 增加 C 减小 D 不一定 13.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（） A 停留时间分布函数 B 停留时间分布密度函数 C 平均停留时间 D 方差 14.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（） A 减少 B 增大 C 先增大后减少 D 不变 15.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（） A 单调递减的 B 单调递增的 C 有极大值的 D 不好说 16.所谓对比时间是指（） 化学工程与工艺专业培养方案 （工学，化学工程与工艺，081301） 一、培养目标 以国家建设和社会需求为导向，本专业培养具有高度的社会责任感和良好的职业道德，良好的人文社会科学素养和健康的身心素质，具备化学、化学工程与技术及相关学科的基础知识，基本理论和基本技能，具有较强的工程实践能力和创新意识的高素质应用型工程技术人才。毕业后可在化工、能源、资源、冶金、材料、轻工、医药、食品、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产运行与技术管理等工作。 二、培养要求 本专业培养的基本要求是所培养的学生能够适应科技进步和社会发展需要，适应改革开放和社会主义经济建设需要，除了掌握扎实的化工基础及专门知识以外，还要熟悉与该化工领域有关的一个专业方向知识。本专业设高分子化工和能源化工两个方向。其中高分子化工方向应具有扎实的高分子合成、加工与管理的相关知识、能力和素质；能源化工方向应具有较强的能源与环境等方面的知识、能力和素质。 三、培养标准 本专业的培养规格分为知识、能力与素质三大方面，共计15条培养标准。 1. 知识要求 （1）具有较扎实的数学和自然科学基础，了解现代物理、信息科学、环境科学、心理学的基本知识，了解当代科学技术发展的其他主要方面和应用前景； （2）熟练掌握一门外国语；掌握现代计算机技术应用与编程，具有应用计算机技术进行工程表达的能力； （3）掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识和工程基础知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练； （4）具有一定人文、社会科学基础、科学文献检索和文学表述能力； 识，对本专业范围的科学技术新发展及其动向有一般的了解。 2．能力要求 （1）具有较强的自学能力、具有综合应用各种手段(包括外语)查取资料、获取信息的基本能力；具有应用语言、文字、图件进行工程表达和交流的基本能力；至少掌握一门计算机高级语言，具有计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力； （2）具有本专业所必须的实验、测试、计算机应用等技能，掌握化工装置工艺与设备的设计方法、化工过程模拟优化方法，具有对新工艺、新技术、新设备、新产品进行研究、开发、设计和模拟放大的初步能力； （3）具有较强开拓创新精神，初步掌握一门外语，能比较熟练地阅读本专业外文书刊，了解本学科国际前沿性的科学技术最新发展动态，具有一定的创新性思维和科技研究能力； （4）具有综合应用知识的能力，能够进行化工设计、应用和管理；经过一定环节的训练后，具有初步的科学研究或技术研究、应用开发等创新能力； （5）具有综合应用各种手段（包括外语）查询资料、获取信息、拓展知识领域、继续学习的能力。 3．素质要求 （1）热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；愿为社会主义现代化建设服务、为人民服务；有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、艰苦求实、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德； （2）热爱本专业，比较系统地掌握本专业所必需的自然科学基础与技术科学基础的理论知识，具有一定的专业知识和相关的工程技术知识和技术经济、工业管理知识，对本专业学科范围内的科学技术新发展及其动向有一般了解； （3）具有较好的文化素质和心理素质以及一定的修养。积极参加社会实践，走正确的成长道路，受到必要的军事训练，能够同群众结合，理论联系实际，实事求是，热爱劳动； 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指 化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院 专业应用化学 学生姓名 学号年级 指导教师职称副教授 2013 年 6 月20 日 一、设计任务书及要求 1.1设计题目 80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计 1.2设计任务及条件 （1）反应方程式： )()()()(2523523S O H R H C O O C CH B OH H C A COOH CH +?+ （2）原料中反应组分的质量比：A ：B ：S=1：2：1.35。 （3）反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。C 100?时被搅拌液体物料的物性参数为： 比热容为13.124-??=K mol J C p ，导热系数()C m W ??=/325.0λ，黏度 s Pa .101.54-?=μ。 （4）生产能力：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。 （5）反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下： ()K c c c c k r S R B A A /1-= 100℃时，min)./(1076.441mol L k -?=，平衡常数K =2.92。反应器填充系数可取0.70-0.85。乙酸乙酯相对分子质量88；乙酸相对分子质量60；乙醇相对分子质量46；水相对分子质量18。 （6）最大操作压力为10.4P MPa =。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。 1.3设计内容 1、物料衡算及热量衡算； 2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定； 3、反应搅拌器设计； 4、其他配件； 5、带管口方位图的设备条件图绘制（不用绘制零件图，不用达到设备装配图水平）； 6、设计体会； 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 化学反应工程习题 第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应，其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？ 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？ 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化， 试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3，C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？ 河南城建学院 《反应工程》课程设计任务书专业： 姓名： 学号： 指导教师： 化学与化学工程系 2012年5月 一、设计时间及地点 1、设计时间：2012年5月28日—— 6月8日 具体安排： 2012年5月28日上午教师组织学生分组，布置课程设计任务 2012年5月28日下午学生开始查阅资料，整理资料，理出设计思路2012年5月29日开始学生在教师指导下开始进行课程设计计算 2012年6月5日开始学生在教师指导下编写设计说明书并绘制图纸2012年6月8日上午分组进行答辩 2、设计地点：9#楼C—509教室 二、设计目的和要求 通过课程设计，要求更加熟悉工程设计基本内容，掌握化学反应器设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力。 三、设计题目和内容 设计题目： 年产（5+（学号-25）×0.5）万吨的银催化氧化乙烯合成环氧乙烷的反 应器设计 设计条件：银催化氧化乙烯合成环氧乙烷。 表1 原料气的组成 组分C2H4CO2O2N2 含量 3.47.7 5.683.3 （mol%) 生产规模：（5+（学号-25）×0.5）万吨/年 原料进入反应器的温度为210°C 反应温度为250°C 反应压力为1MPa 乙烯转化率为[12+(学号-20)×0.5]%；选择性为65%；空速为5000h-1年工作时间7200小时 反应产物分离后回收率为90% 四、设计方法和步骤 1、设计方案简介 根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，初步确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式以及数值积分计算等进行简要的论述。 2、主要设备的工艺设计计算 ①反应的物料衡算、热量衡算 ②催化剂床层高度计算 3、典型辅助设备的选型和计算: 包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定 4、制图： ①绘制带控制点的工艺流程图 ②绘制主体设备图 5、编写设计说明书 五、设计成果的编制 本课程的设计任务要求学生做设计说明书1份、图纸2张。各部分具体要求如下： （一）设计说明书的内容与顺序： 1、封面（包括题目、学生班级、学生姓名、指导教师姓名等） 2、设计任务书 3、目录 4、正文 4.1 绪论：工艺生产技术方法及进展，反应动力学概述、设计任务的意义、设计结果简述 4.2 设计方案简介 4.3 物料流程图及说明 4.4 设计计算说明书（包括装置的工艺计算：物料衡算、热量衡算，反应器床层计算） 4.5 装置流程图（带控制点的工艺流程图和主体设备图）及其说明 4.6 设计结果概要 4.7 设计体会及今后的改进意见 5、参考文献 6、主要符号说明（必须注明意义和单位） 说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。水污染控制工程课程设计
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
郭凯旋
学 号： 化工与环境学院 环境工程
0804014209
目：流量为 8000 m3/h 的城市污水 A2/O 法 脱氮除磷工艺设计
指导教师： 指导教师：
晋日亚
职称: 职称:
副教授
2011 年 5 月 27 日
课程设计任务书
2010~2011 学年第 二 学期
学 专
院： 业：
化工与环境学院 环境工程 郭凯旋
3
学 生 姓 名：
学 号： 0804014209
2
课程设计题目：流量为 8000 m /h 的城市污水 A /O 法 脱氮除磷工艺设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 5 月 16 日～5 月 27 日 环境工程系 晋日亚 王海芳
下达任务书日期: 2011 年 5 月 16 日
1．设计目的：
通过课程设计，进一步强化水污染控制工程课程的相关知识的学习，初步掌握污水 处理中常见构筑物的设计方法、 设计步骤。 学会用 CAD 软件绘制构筑物的基本设计图纸。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
原始数据与基本参数： 原始数据与基本参数： 设计污水流量： 8000 m3/h； z： COD： mg/L， K 1.3， 300 BOD5： 200mg/L； 170mg/L； SS： TN：20mg/L；TP：6 mg/L，水温：10～25℃，处理后二级出水 BOD5：25mg/L；SS： 30mg/L；TN＜5mg/L,TP≤1 mg/L。其它参数查阅相关文献自定。 设计内容和要求： 设计内容和要求 ①计算 A2/O 法脱氮除磷的工艺参数； ②A2/O 法脱氮除磷的工艺构筑物的图纸详细设计。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
（1）课程设计说明书一份； （2）说明书内容包括： ①A2/O 法脱氮除磷的工艺在水处理中的作用说明； ②根据给出参数对 A2/O 法脱氮除磷的工艺各部分尺寸的详细计算过程； ③设计图纸（CAD 绘图）规范，图纸包括整体图和局部图的设计，计算尺寸要在图 中相应的位置标明； ④单位要正确，参考文献必须在说明书中相应的位置标注，语言流畅、规范。 （3）工作量：两周化学反应工程期末考试试题及答案
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