化工工艺学期末考试复习资料
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P24填空 化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。
P25填空 化工流程的设计方法:推论分析法、功能分析法、形态分析法。
P51计算将乙烷进行裂解制取乙烯,已知乙烷的单程转化率为60%,若每100kg 进裂解器的乙烷可获得46.4kg 乙烯,裂解气经分离后,未反应的乙烷大部分次循环回裂解器(设循环气只是乙烷),在产物中除乙烯及其他气体外,尚有4kg 乙烷。
求生成乙烯的选择性、乙烷的全程转化率、乙烯的单程收率、乙烯的全程收率和全程质量收率。
解:62H C M =30g/mol 42H C M =28g/mol进反应器的乙烷量=100/30=3.333kmol产物中乙烷量=4/30=0.133kmol生成46.4kg 乙烯所转化的乙烷量=46.4/28=1.657kmol转化的乙烷量=3.333×60%=2.000kmol未转化的乙烷量=3.333-2.000=1.333kmol设未反应的乙烷除了有0.133kmol 随产物乙烯带走外,其余全部返回到反应器中,即1.333-0.133=1.2kmol则 新鲜乙烷量=3.333-1.2=2.133kmol乙烯选择性=1.657/2.0=82.9%乙烷的全程转化率=2.0/2.133=93.8%乙烯的单程收率=1.657/3.333=49.7%乙烯的全程收率=1.657/2.133=77.7%乙烯的全程质量收率=46.4/(30×2.133)=72.5%P58 各族烃的裂解反应规律 1、 烷烃——正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。
2、 烯烃——大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯:烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃,进而生成芳烃3、 环烷烃——在通常裂解条件下,环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应4、 芳烃——无烷基的芳烃基本上不裂解为烯烃,有烷基的芳烃,只要是烷基发生断碳键和脱氢反应,而芳烃保持不变,以脱氢缩合为多环芳烃,从而有结焦的倾向。
(完整word版)《化⼯⼯艺学》复习资料《化⼯⼯艺学》复习资料⼀、单选题。
1、化⼯⽣产过程⼀般可概括为原料预处理、化学反应和三⼤步骤。
( A )A 、产品分离及精制B 、⼯艺条件优化C 、设备与安装⼯程D 、产品⽅案设计2、化学⼯业的主要原料包括煤、⽯油、天然⽓和。
( C )A 、⾦属矿B 、化学矿C 、化学中间体D 、⼯业盐3、化⼯中常见的三烯指⼄烯、丙烯和,三苯指苯、甲苯和。
( A )A 、丁⼆烯和⼆甲苯B 、丁⼆烯和⼄苯C 、丁烯和⼆甲苯D 、丁烯和⼄苯4、为了充分利⽤宝贵的⽯油资源,要对⽯油进⾏⼀次加⼯和⼆次加⼯。
⼀次加⼯⽅法为常压蒸馏和减压蒸馏;⼆次加⼯主要⽅法有等。
( A )A 、催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化B 、催化重整、催化裂化、催化转化C 、催化重整、催化裂化、延迟焦化D 、催化重整、催化裂化、延迟焦化5、合成氨反应⽅程式为 H 2+3N 2→2NH 3,该反应是⼀个、、体积缩⼩的反应。
( D )A 、不可逆、吸热B 、不可逆、放热C 、可逆、吸热D 、可逆、放热6、侯⽒制碱法的主要产品是。
( C )A 、NaHCO 3和NH 4Cl ;B 、Na 2CO 3和NaClC 、Na 2CO 3和NH 4Cl ;D 、Na 2CO 3和NaHCO 37、烷烃热裂解主要反应为。
( B )A 、加氢反应和断链反应B 、脱氢反应和断链反应C 、脱氢反应和重组反应D 、加氢反应和重组反应8、转化率是针对⽽⾔的;选择性是针对⽽⾔的;收率等于转化率与选择性之积。
( D )A 、⽬的产物、中间产物B 、反应物、中间产物C 、⽬的产物、反应物D 、反应物、⽬的产物9、下列哪种⽅法不能提⾼汽油⾟烷值: ( B )A 、降低烯烃含量B 、降低芳烃含量C 、提⾼氧含量D 、添加甲基叔丁基醚10、下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe 3O 4-Al 2O 3-K 2O 说法错误的是:。
( A )A 、Fe 3O 4是活性组分B 、Al 2O 3是结构型助催化剂C 、K 2O 是电⼦型助催化剂D 、使⽤前需升温活化⼆、填空题。
第二章化学工艺基础1一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏二次加工,其方法主要是化学加工方法:2,化工生产过程:(1)原料预处理目的:使初始原料到产物转变(2)化学反应目的:完成原料到产物的转变(3)产品的分离和精制目的:获取复合规格的产品,并回收、利用副产物3,化工生产工艺流程的组织:推论分析法,功能分析法,形态分析法4、化工过程的主要效率指标:1)生产能力:指一个设备、一套装置或者一个工厂在单位时间内生产的产品量,或在单位时间内处理的原料量2)生产强度:为设备单位特征几何量的生产能力。
即设备的单位体积的生产能力,或单位面积的生产能力。
3)原子经济性:美国的B.M.Trost教授首次提出,获得1998美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。
反映了其合成工艺是否最大限度的利用了资源,避免废物产生和环境污染。
10,催化剂的使用性能1)活性指在给定的温度、压力和反应物流量(获空间速度)下,催化剂使原料转化的能力2)选择性指反应所消耗的原料中有多少转化为目的产物3)寿命指其使使用期限的长短,寿命的表征是生产单位量产品所消耗的催化剂量,或在满足生产要求的技术水平上催化剂能够使用时间的长短(1)化学稳定性(2)热稳定性(3)耐毒性中毒可分暂时性和永久性,暂时性中毒是可逆的,永久性中毒是不可逆的第三章烃类热裂解1、烃类热裂解定义:是将石油系烃类燃料经高温作用,使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应,生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和气体相对分子质量不同的轻质和重质烃类。
2、生碳结焦反应是典型的连串反应。
3、各族烃裂解难易程度的顺序:异烷烃>正烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃4、烃类裂解的反应机理是:自由基反应。
大部分烃类裂解过程包括:链引发、链增长和链终止反应。
5、裂解原料性质及评价:1)族组成:按结构分为4大族,即链烷烃族、烯烃族、环烷烃族、和芳香族。
PONA值可以定性的评价液体燃料的裂解性能。
2)氢含量:裂解原料气氢含量越高,获得C4和C4以下的轻烃收率越高,相应的乙烯和丙烯收率一般也较高。
化工工艺学考试复习资料化工工艺学考试复习资料第一章绪论1、化学工程学:以物理、化学、数学、工程经济学等学科为基础的一门工程学科,研究化学工业中具有共同特点的物理和化学变化过程的工程规律。
2、化学工艺学:研究各种物质的化学加工过程的科学,在物理、化学基本原理指导下,研究化学加工过程的方法原理、操作条件、流程组织、设备、环境影响等。
3、具体而言,对某一化工过程进行工艺学研究,要完成:(1)根据资源、投资能力、国际关系、地域等条件选择合适原料;(2)根据所选择的原料,确定适当的生产方法,并分析工艺原理;(3)根据所选择的生产方法,确定原则流程,并确定设备、催化剂等工艺要素;(4)确定相关操作条件,组织流程,提出工艺实施方案和工程控制指标;(5)工艺评价或称工艺分析。
4、化学工业分类:基础无机化工、基础有机化工、高分子化工、生物化工、精细化工。
5、化学工业的特点:原料、工艺、产品的多样性和复杂性。
6、大宗产品即通用化学品,其特点是通过对已有工艺进行优化、开发新工艺等不断降低生产成本,同时不断推出各种高附加值的产品。
7、污染控制分以下几个层次:(1)经过治理,达标排放;(2)以某种工艺进行综合利用;(3)付出一定代价,实现闭路循环,这是更高层次的综合利用,相对而言,不太容易产生二次污染;(4)改进工艺,避免产生污染。
8、工艺过程指标(1)传统指标转化率、收率、选择率(反应工程已学)单耗——生产单位量(通常为1t)的产品消耗的某项原料或能源的量。
开工率——其一为设计的每年开工时间,通常为300~330天;其二为实际开工时间占设计开工时间的比例。
产能——(1)设计产能:按照设计的开工时间、正常组织生产所能达到的生产能力;(2)实际产能:正常生产后标定出来的产能。
产量——实际生产量,小于实际产能。
(2)新指标原子经济性(原子效率):原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost 提出的,他以原子利用率衡量反应的原子经济性。
《化工工艺学》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1、烷基化汽油是由烯烃和( C )反应生产的A 丙烷B 正丁烷C 异丁烷D 乙烷2、在裂解分离系统中,能量回收的三个主要途径中:急冷换热器回收能位能量()、初馏塔及其附属系统回收的能位能量。
(D)A 低,高B 低,低C 高,高D 高,低3、芳香烃的热稳定性很高,在一般的裂解温度下不易发生芳环开裂的反应,但可发生两类反应一类是(),另一类烷基芳烃的侧链发生断链生成苯、甲苯、二甲苯等反应和脱氢反应。
(A)A 芳烃脱氢缩合B 芳构化反应C 烷基化反应D 脱烷基反应4、环烷烃热裂解时,侧链烷基较烃环()裂解,长侧链先在侧链()断裂;环烷脱氢生成芳烃较开环生成烯烃容易。
五碳环较六碳环难于裂解。
(B)A 容易,末端B 容易,中央C 难于,中央D 难于,中央5、工业上控制热点通常采取的措施有(C)。
A 原料中加入冷却水,以降低原料温度B 少用乃至不用催化剂C 原料气中加入抑制剂降低反应激烈程度D 冷原料气不预热,直接通入反应器内6、各族烃类的裂解反应难易顺序为:(A)A 正烷烃>异烷烃>环烷烃>芳烃B 正烷烃<异烷烃<环烷烃<芳烃C 环烷烃>芳烃>正烷烃>异烷烃D 环烷烃<芳烃<正烷烃<异烷烃7、氧化铁法脱除硫化物属于干法脱硫中的________。
(A)A 吸附法B 接触氧化法C 转化法D 以上都不是8、煤的结构很复杂,是以()为主具有烷基侧链和含氧、含硫、含氮基团的高分子化合物。
(A)A 芳香核B 环烷核C 环氧核D 环硫核9、合成氨反应是:(A)A 放热、体积减小反应B 放热、体积增大反应C 吸热、体积减小反应D 吸热、体积增大反应10、甲烷化反应是指在催化剂作用下________。
(A)A 一氧化碳转化为甲烷的过程B 一氧化碳转为二氧化碳的过程C 一氧化碳歧化反应生成碳和二氧化碳的过程D 一氧化碳制备甲酸的过程11、烃类发生了完全降解氧化反应的结果是(D)。
化工工艺学复习资料化工工艺学是化学工程中的基础学科,它研究的是化学工程过程中的物理和化学原理,开发和设计化学工程中各种化学反应的方法和技术。
本文将为大家提供一份化工工艺学的复习资料,帮助大家更好地掌握这门学科的核心内容。
一、化工工艺学的基本概念1.化学工程的定义和发展历程:化学工程是一门研究和应用化学原理、设计和运行化学反应和物质转化过程的学科。
它的发展历程经历了从实验室试验到工业生产的演化过程。
2.化工工艺的分类:按照不同的侧重点和研究对象,可以将化工工艺分为传统化工工艺、高级工艺和绿色工艺等多个方面。
3.化工工艺的基本步骤:化工工艺设计通常包括需求分析、工艺方案设计、设备选型、工艺计算和工艺装置设计等步骤。
二、化工工艺学中的重要概念和原理1.物质平衡原理:物质平衡是指在化学工程中物质的质量守恒,在工艺设计和计算中非常重要。
2.能量平衡原理:能量平衡是指在化学工程中能量的守恒,包括热平衡和动力平衡两个方面。
3.动量守恒原理:动量守恒是指在化学工程中动量的守恒,特别是在流体的输送和混合过程中。
4.质传输原理:质传输是指物质在不同相之间的传递过程,包括传质、传热和传动力三个方面。
5.化学反应动力学:化学反应动力学研究化学反应的速率和机理,对于工艺过程的理解非常重要。
三、化工工艺中常见的反应器类型和工艺流程1.批量反应器:批量反应器是指将反应物一次性加入反应器中进行反应的反应器类型,适用于小规模生产和实验室研究。
2.连续流反应器:连续流反应器是指将反应物不间断地加入反应器中进行反应的反应器类型,适用于大规模连续生产。
3.反应器的设计和选型:反应器的设计需要考虑反应物的特性、反应动力学、催化剂的选择和反应器的操作条件等因素。
四、化工工艺中的过程优化和安全问题1.工艺优化:通过对化学工程过程中的参数和条件进行调整,提高生产效率和降低成本。
2.过程安全:化学工程中的安全问题包括设备安全、操作安全和环境安全等方面,需要重视。
化工工艺学复习题一、简答题:1.氧化锌脱硫的工作原理是什么?其脱硫过程如何?原理:氧化锌法可脱除无机硫和有机硫,主要脱除无机硫,使硫含量<0.1X10-6。
ZnO (s) + C H SH (g )=ZnS (s) + C H OH (g)ZnO (s) + CH SCH (g )=ZnS (s) + C2 H4(g) + H2O (g)CS 2 + 4 H 2=H 2 S + CH 4分脱硫过程:氧化锌脱硫就是H2S气体在固体ZnO上进行反应,生成H,进入气相,ZnS则沉积在ZnO固体表面上。
需要将氧化锌脱硫剂都做成高孔率的小颗粒以增大反应和沉积面积,反应速度主要是内扩散控制。
2.描述由NH3和CO2合成尿素的化学反应过程与相态。
答:目前,工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反应合成的,属于有气相存在的液相反应,如下图所示。
反应被认为分两步进行:汽相NII;S CO:,IhO7NH3+ C5-NH虱:口ONH4 一COCNIIJ. । IkO破相』. J \(1)②(4) ⑺⑶上述两个反应中,第一个反应为快速放热反应,反应程度很大,生成溶解态的氨基甲酸铵(Ammonium Carbonate,简写AC,甲铵);第二个脱水生成尿素(Urea,简写Ur)的反应为慢速吸热反应,且为显著可逆反应。
① 尿素生成反应为液相可逆反应,应该具备一定的压力(液化NH3和CO2)和温度(保证反应速度)。
② 未反应原料必须循环利用,循环的NH3和CO2水溶液也必然携带一定量的水。
③合成尿素的原料中有NH3、CO2和H2O,物料配比中采用NH3过量;④合成反应开始,溶液中的CO2以AC形式存在,溶液中存在NH3、AC和H2O;⑤合成反应过程,溶液中存在NH「AC、H2O 和 Urea。
3.合成氨生产过程主要分为哪几个工序?画出以天然气为原料合成氨的框图。
答:合成氨的生产过程主要分为3个工序:造气:制备含氮、氢气的原料气净化:将原料气中的杂质如CO、CO2、$等脱除到ppm级(10-6)压缩和合成:净化后的合成气原料气必须经过压缩到15~30MPa、450℃左右以天然气为原料合成氨的框图:4 .以天然气为原料合成氨工艺中,天然气水蒸汽转化制气的主反应和副反应有哪些?抑制 副反应的策略如何?(1)CH + HO =CO + 3H -206.4kJ mol 4 2 2(2)CO + H 2 O =CO 2 + H 2 + 41.2kJ / molCH 4=2 H 2 + C - 74.9kJ .mol -12CO = CO 2 + C +172.4kJ mol -1CO + H 2=H 2O + C +131.36kJ .mol i抑制副反应的策略:(1)生成碳黑。
化⼯⼯艺学__复习第⼆章制⽓# 热量的供给⽅式不同有两种制备粗原料⽓的⽅法:1外部供热的蒸汽转化法; 2内部蓄热的间歇操作法# ⽓态烃蒸汽转化反应在⾼温有催化剂存在的条件下可实现下述反应:CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)但要完成这⼀⼯业过程,必须对可能发⽣的主要反应及副反应进⾏详细研究。
主要的副反应有CH4(g) = C (s) + 2H2(g) ;2CO(g) = CO2(g) + C(s) ; CO(g) + H2(g) = C(s) + H2O(g)# CH4转化反应热⼒学:甲烷蒸汽转化在⾼温、⾼⽔碳⽐和低压下进⾏为好# CH4转化反应的动⼒学分析:反应主要取决于在催化剂内表⾯的反应,所以该反应控制步骤为内表⾯控制。
因此减⼩粒度增加内表⾯积有利于扩散过程和提⾼反应速率。
#防⽌析炭的措施:A 配料时增⼤S/C,从热⼒学上去消除B选⽤适宜的催化剂C选择适宜的操作条件。
#析碳的处理析炭不严重,可减压、减原料⽓,提⾼S/C,甚⾄可停进天然⽓,利⽤析炭逆反应除碳析炭严重,可通⼊蒸汽为载体,加⼊少量空⽓燃烧碳,但空⽓量⼀定要严格控制,结束后对催化剂进⾏还原。
#转化过程描述;⼀段转化完成转化⼤部分任务;⼆段炉转化剩余甲烷和加⼊原料氮⽓空⽓加⼊量对⼆段炉出⼝⽓组成和温度有⽆影响,如何影响?P97#对转化催化剂的要求⾼活性、强度好、耐热性好、抗析炭能⼒强.(转化催化剂所处⼯况转化温度⾼、⽔蒸⽓和氢⽓分压⾼、流速⼤、可能析炭)#转化催化剂的基本组成NiO为最主要活性成份。
实际加速反应的活性成份是Ni,所以使⽤前必须进⾏还原反应,使氧化态变成还原态Ni NiO(s) +H2(g) = Ni(s) + H2O(g)#催化剂制备制备⽅法有三种:沉淀法、浸渍法、混合法,这三种⽅法最后都需要进⾏⾼温焙烧,从⽽使催化剂有⾜够的机械强度#转化分为⼆段的原因:A转化条件不允许;B补充合成所需要的氮⽓#为什么⽤⼆段转化⽅式?转化率⾼必须转化温度⾼,全部⽤很⾼温度,设备和过程控制都不利,设备费⽤和操作费⽤都⾼。
第一章 合成氨固氮方式三种形式:非生物固氮,生物固氮,人工固氮1、含氮量=氮原子量∕氨分子量=14/172、合成氨的基本过程:①造气:用煤、原油、或天然气作原料,制备含氮、氢气的原料气;②净化:将原料气中的杂质如CO 、CO 2、S 等脱除到ppm 级(10-6);③压缩和合成:净化后的合成气原料气必须经过压缩到15~30MPa 、450℃左右。
3、甲烷制合成气化学反应:主反应:(高温、催化剂)副反应:4、甲烷蒸汽转化反应的热力学分析:5、控制积碳主要通过增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度、压力来解决。
6、CO 歧化反应生C 速率最快;从C 的脱除速率看,C 与水蒸汽的反应速率最快。
7、NiO 为制备催化剂最主要活性成份;实际加速反应的活性成份是Ni ,所以使用前必须进行还原反应,使氧化态NiO 变成还原态Ni 。
8、一段、二段转化压力的确定,主要依据以下原则:(1) 降低能耗 能量合理利用(2) 提高余热利用价值 全厂流程统筹(3) 减少设备体积降低投资 综合经济效益9、水碳比高,残余甲烷含量降低,且可防止析碳。
因此一般采用较高的水碳比,约3.0~3.5。
10、生成碳黑危害:堵塞反应管道、增大压降、局部区域高温、损坏催化剂、增大反应阻力、反应管爆裂。
11、干法脱硫:一般适用于含S 量较少的情况(无机硫);湿法脱硫:一般适用于含S 量较大的场合。
12、氧化锌脱硫法:(脱硫不彻底)(主要脱除无机硫)13、氧化锌脱硫过程:氧化锌脱硫就是H2S 气体在固体ZnO 上进行反应,生成H2O 进入气相,ZnS 则沉积在ZnO 固体表面上。
14、ZnO 对噻吩(C 4H 4S)的转化能力很差。
15、钴钼加氢催化剂几乎可使天然气中的有机硫全部转化成硫化氢,再用氧化锌吸收就可把总S 降到0.1×10-6以下。
16、干法脱硫流程图:molkJ H CO O H CH 4.2063)1(224-++=mol kJ H CO O H CO /2.41)2(222+++=124.9.742--+mol kJ C H CH =12.4.1722-++=mol kJ C CO CO 122.36.131-+++mol kJ C O H H CO =2ln RT H dT Kp d ∆=O H CH H CO p p p p Kp 24231⋅⋅=O H CO H CO p p p p Kp 2222⋅⋅=mol kJ g O H s ZnS g S H s ZnO /79)()()()(22+++=↓++=++S NaOH O V Na O H NaVO NaHS 244294223(H)ADA NaVO O =H NaOH ADA O V Na 242232942++++OH CO Na NaOH NaHCO 2323+=+32241H CO O H CH r p p p p Kp ⋅⋅=4222242H CO O H CH r p p p p Kp ⋅⋅=)(1212Kp Kp Kp r ⋅=111Kp Kp r =含硫较少 含硫较多17、ADA (蒽醌二磺酸钠)法脱硫原理:吸收脱硫塔中: 溶解后的NaHS 进一步反应: 上述吸收脱硫的总反应式为: 在氧化再生塔中: 18、苯菲尔(Benfield)法脱碳: 19、碳化度或再生指数被定义为每摩尔K2CO3所已经吸收的CO2摩尔数,即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度。
《化工工艺学》复习题1 绪论1.掌握以下概念化学工业、化学工艺学、化学工程学。
2.现代化学工业特点是什么?3.化学工业发展方向?4.化学工业的原料资源和主要产品有那些?2 化学工艺的共性知识1.为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源?它们的综合利用途径有哪些?2.天然气是如何分类与加工利用的?3.生物质和再生资源的利用前景如何?4.何谓化工生产工艺流程,举例说明工艺流程是如何组织的。
5.何谓循环式工艺流程? 它有什么优缺点?6.何谓转化率?何谓选择性? 对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标?7.催化剂有哪三个基本些特征,它在化工生产中起到什么作用?在生产中如何正确使用催化剂?8.计算:见教材15. 将纯乙烷进行裂解制取乙烯,已知乙烷的单程转化率为60%,每100kg 进裂解器的乙烷可获得46.4kg乙烯,裂解气经分离后,未反应的乙烷大部分循环回裂解器(设循环气只是乙烷),在产物中除乙烯及其他气体外,尚含有4kg 乙烷。
求生成乙烯的选择性、乙烷的全程转化率、乙烯的单程收率、乙烯全程收率和全程质量收率。
3 烃类热裂解1.什么叫烃类的热裂解?2.烃类裂解过程中可能发生那些化学反应?一次反应与二次反应有何区别?大致可得到哪些产物?3.试从化学热力学的方法来分析比较在1000K时苯发生如下两反应时哪个反应占优势?并说明含苯较高的原料在1000K时进行裂解的过程,主要趋向是增产乙烯还是增大结焦趋向。
4.各族烃类热裂解反应规律是什么?5.试分析为什么烷烃是裂解制氢的理想原料?6.以己烷为例说明丁烷在裂解中可能进行的一级反应和二级反应,它的裂解产物可能有哪些?7.裂解过程中是如何结焦和生炭的?8.已知 -甲基戊烷(n=6):管式炉裂解,760℃时停留时间为0.5秒,试求转化率。
9. 正己烷管式炉裂解,炉出口温度为760℃,转化率为88。
3%,k6=4.289S-1,求停留时间。
10。
化工工艺学复习资料
化工工艺学是化工工程领域中最基础、最重要的学科之一,是研究化工过程中的物质变化规律、工艺流程设计、生产技术改进等方面的学科。
化工工艺学的核心内容包括:物理、化学、数学等自然科学的基础,化学反应和反应工程原理、传热和传质原理、反应器和工艺流程设计、生产过程控制等。
化学反应和反应工程原理是化工工艺学最核心的内容之一。
通过化学反应的研究,可以了解化学反应过程中各种反应物之间的作用,包括反应的热力学和动力学原理;反应工程原理研究则可以帮助我们理解反应控制的基本方法和反应器的类型及其设计。
传热和传质原理是制定化工生产流程和设计反应器的另一重要内容。
需要学习传热和传质原理的主要目的是为了设计反应器和制定化工过程中的传热、传质过程控制方案,从而提高化工反应器的效率和确保生产的安全性。
反应器和工艺流程设计则是化工工艺学中的一个重要环节。
反应器设计需要综合考虑反应器的类型、反应条件、反应物料特性等多种因素,最终确定反应器的型号和尺寸。
而工艺流程设计则需要根据反应器设计的结果,结合整个生产流程的要求,制定出合理的生产流程,确保生产的顺利进行。
最后,化工工艺学的研究还需要加强对生产过程控制方面的学习。
只有做好生产过程的监控和调整,才能确保化工生产的正常运行,实现高效、安全、可持续的生产目标。
总之,化工工艺学作为化工工程领域中最基础、最重要的学科之一,涉及到化工生产过程的方方面面,是化工工程师不可或缺的一门学科。
在实际操作中,我们需要注重理论的掌握和实践的经验总结,才能更好地应对各种复杂的生产情况和问题。
化学工艺学复习资料一、选择题1、化工原理中的“三传”是指 D 。
(A)动能传递、势能传递、化学能传递(B)动能传递、内能传递、物质传递(C)动能传递、能量传递、热量传递(D)能量传递、热量传递、质量传递2、下列单元操作中属于热、质同时传递的有 D 。
(A)过滤(B)萃取(C)搅拌(D)干燥3、研究化工流体时所取的最小考察对象为 C 。
(A)分子(B)离子(C)流体质点(D)流体介质4、化工原理中的连续流体是指 D 。
(A)流体的物理性质是连续分布的(B)流体的化学性质是连续分布的(C)流体的运动参数在空间上连续分布(D)流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布,可用连续函数来描述5、粘性的物理本质是 A 。
(A)促进流体流动产生单位速度的剪应力(B)流体的物性之一,是造成流体内摩擦的原因(C)影响速度梯度的根由(D)分子间的引力和分子的运动与碰撞,是分子微观运动的一种宏观表现6、随着温度的升高,则 C 。
(A)气体、液体粘度均减少(B)气体、液体粘度均增大(C)气体粘度增大,液体粘度减小(D)气体粘度减小,液体粘度增大7、流体静力学方程式:P2=P1+ρg(Z1+Z2)= P1+ρgh的适用条件是 B 。
(A)重力场中静止流体(B)重力场中不可压缩静止流体气(C)重力场中不可压缩连续静止流体(D)重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体8、不可压缩流体在均匀直管内作稳定流动是,平均速度沿流动方向的变化为 C 。
(A)增大(B)减少(C)不变(D)无法确定9、据l-Re-ε/d除阻力平方区外,下列分析中错误的是 D 。
(A)流体阻力损失占流体动能的比例随雷诺值的增大而下降(B)雷诺值增大,摩擦系数下降,流体阻力损失将减少(C)随着雷诺值的增大,管壁粗糙度对流动的影响增强(D)随着雷诺值的增大,流体粘度对流体的影响将相对削弱10、流体在圆管直管中流动时,若流动已进入完全湍流区,则摩擦系数l与Re的关系为:随Re增加,l C 。
化工工艺学复习题化工工艺复习资料一、问答题:1、了解尿素合成反应中的相平衡和化学平衡计算的基本方法、影响因素。
2、尿素合成反应过程的主要副反应及控制。
3、尿素生产的汽提法流程原理及特点。
4、中和法生产硝酸铵的热利用及减少氨损失措施。
5、结合相图分析湿法磷酸生产中控制硫酸钙的结晶对过程的影响。
6、简述过磷酸钙生产过程两个阶段的特点。
7、为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源?它们的综合利用途径有哪些?8、以农副产品为原料生产化工产品的例子,简单地描述一下它们的生产过程。
9、对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标?10、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,为什么要在不同温度条件下分段进行?11、焙烧和煅烧有哪些相同和不同之处?12、在湿法磷酸生产中,可采用哪些措施来提高磷的总收率?在诸多生产方法中,你认为哪种比较好?13、合成氨的主要生产工序,各工序的作用和任务?14、合成气的制取方法有哪些?15、写出烃类蒸汽转化的主要反应。
16、简述一段转化炉的炉型结构。
17、简述常用脱硫方法及技术特点以及适用流程。
18、少量CO 、CO2、O2的脱除方法有哪些?19、有哪些原料可生产合成气?合成气的生产方法有哪些?20、合成气可用来制造什么化工产品?为什么近年来合成气的生产和应用受到重视?21、以天然气为原料生产合成气过程有哪些主要反应?22、由煤制合成气有哪些生产方法?这些方法相比较各有什么优点?23、煤的热分解过程条件的变化对煤的干馏和气化有什么影响?24、简述常压固定床煤气炉操作循环和炉内煤气化主要区域。
25、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?用哪些脱硫方法较好?26、为什么天然气- 水蒸气转化过程需要供热?供热形式是什么?一段转化炉有哪些型式?27、写出一氧化碳变换的反应?影响该反应的平衡和速度的因素有哪些?为什么该反应存在最佳反应温度?最佳反应温度与哪些参数有关?28、为什么一氧化碳变换过程要分段进行并要用多段反应器?段数的选定依据是什么?29、一氧化碳变换催化剂有哪些类型?各适用于什么场合?使用中注意哪些事项?30、氨合成反应的平衡常数Kf 随温度和压力是如何变化的?31、影响氨平衡浓度的因素有哪些?32、论述温度和压力对氨合成反应速率的影响。
《化工工艺学》课程综合复习资料一、判断题1、各种来源的C8芳烃是三种二甲苯异构体与乙苯的混合物。
习惯上邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯用英文字头来表示,其中MX表示间二甲苯。
答案:√2、邻二甲苯氧化制苯酐采用的原料是空气和邻二甲苯,生产过程中最重要的避免爆炸,它的爆炸下限为每标准立方米空气中含44g邻二甲苯,这样一来,邻二甲苯的浓度就成了关键问题,刚工业化时,进料中邻二甲苯只有40g,被称为40g工艺。
答案:√3、从烃类热裂解的副产C4馏分中得到丁二烯是目前丁二烯的最经济和主要的方法。
答案:√4、从烃类热裂解的副产C4馏分中可以得到丁二烯,C4馏分产量约为乙烯产量的30%~50%。
答案:√5、邻二甲苯氧化制苯酐的生产过程中必须注意爆炸极限的问题,爆炸下限为每标准立方米空气中含40克/米3,故早期的工艺称为40克工艺。
答案:×6、对管式裂解炉而言,大于以下两种情况出现均应停止进料,进行清焦:①裂解炉辐射盘管管壁温度超过设计规定值;②裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值;③燃料用量增加;④出口乙烯收率下降;⑤炉出口温度下降;⑥炉管局部过热等。
答案:×7、在实际过程做物料衡算时应该按一定步骤来进行,才能给出清晰的计算过程和正确的结果、通常遵循六个步骤:第一步,绘出流程的方框图,以便选定衡算系统。
第二步,写出化学反应方程式并配平之。
第三步,选定衡算基准。
第四步,收集或计算必要的各种数据,要注意数据的适用范围和条件。
第五步,设未知数,列方程式组,联立求解。
第六步,计算和核对。
答案:×8、裂解汽油加氢流程中,一段加氢:液相,低于100℃,催化剂Pd/Al2O3,双烯变单烯。
二段加氢:气相,高于100℃,催化剂C o-M o-Al2O3,单烯饱和并脱除S、N、O等有机化合物。
答案:√9、甲烷水蒸气转化过程的主反应生成CO、CO2和H2;而副反应主要是析碳反应。
答案:√10、制造丁二烯有光明前景的是烃类的氧化脱氢工艺,但是其氧化深度的控制是关键问题,会产生“飞温”和爆炸。
目前,随着清洁燃料需求量的增加,从裂解汽油中得到纯度较高的异丁烷和异丁烯来生产烷基化汽油和MTBE,由此可以得到纯度较高的正丁烷,再氧化脱氢生成丁二烯,实现了资源的综合利用。
答案:×11、裂解工艺干燥流程中,通常用分子筛来脱水,如4A分子筛可吸附水、甲烷、乙烷分子,而3A分子筛不能吸附乙烷分子。
答案:√12、各种来源的C8芳烃都是三种二甲苯异构体与乙苯的混合物。
最难分离的是对二甲苯和邻二甲苯。
答案:×13、经常利用的重排反应、加成反应、取代反应、消除反应和氧化反应中,只有重排反应具有100%的原子经济性,此时,可以实现废物的“零排放”。
答案:×14、三个二甲苯中,邻二甲苯和对二甲苯的沸点非常相近,无法用普通精馏将其分离,通常采用模拟移动床吸附分离工艺,得到产品对二甲苯。
答案:×15、裂解气中的不饱和烃对后续加工产生很不利的影响,因此,在裂解气的分离过程中必须将其脱除。
工业上通常用催化加氢方法,有前加氢和后加氢之分,二者区分的标准是以流程中乙烯精馏塔位置决定的。
答案:×16、工业上由合成气为原料,采用低压法制备甲醇产品工艺过程中,根据全塔从上到下轻组分浓度下降的原则,目的产品甲醇从塔顶出料。
答案:×17、最近发展的催化精馏异丙苯生产工艺为:工艺关键设备是反应精馏塔。
塔分为两部分,上段为装填沸石分子筛催化剂的反应段;下段为提馏段。
答案:√18、一氧化碳变换也称水煤气变换,是指一氧化碳与水蒸气反应生成氢和二氧化碳的过程,用于调节氢气和一氧化碳的比例,满足不同生产需要。
答案:√19、合成气的应用途径非常广泛,在有机化工中,它可以合成甲醇和醋酸、还可以得到一系列烯烃的氢甲酰化产品,如生成比原料烯烃多一个碳原子的醛,还可以合成天然气、汽油和柴油。
答案:√20、由合成气为原料,采用低压方式制备产品甲醇工艺过程中,由于对轻组分杂质的要求很高,一般产品从侧线出料,这样可以达到一塔顶两塔用的效果。
答案:√21、BASF高压法和Monsanto低压法甲醇羰化反应合成醋酸的化学原理基本相同,反应过程大同小异、只要一个催化剂循环。
答案:×22、化工生产过程必须在最佳反应条件下进行,通常分析流程用化学反应、产品的分离和精制两部分就可以了。
答案:×23、合成甲醇反应是多个反应同时进行的,副反应主要生成甲醚、异丁醇和甲烷等。
答案:×24、裂解单元使用废热锅炉的目的是回收高温裂解气的余热,从而达到节能的效果。
答案:×25、在三个二甲苯中,最有用的是间二甲苯。
答案:×26、裂解汽油加氢单元,采用两段加氢,一段温度高于二段。
答案:×27、天然气根据含甲烷量的多少,可以分为贫气和富气,假如甲烷含量在90%以上,则该天然气就称为富气。
答案:×28、BASF法高压羰基合成制丁醛的原料是丙烯和合成气。
答案:√29、丁二烯分离和精制流程中,成品丁二烯,用普通精馏即可得到。
答案:×30、异丙苯法氧化生产苯酚和丙酮的催化剂为硫酸汞。
答案:×31、生产合成气的原料很多,目前以一次加工得到的石油馏分为原料生产成本最低。
答案:×二、单项题1、裂解车间的深冷分离装置,因为温度比较低,故必须用乙烯、丙烯作为制冷剂。
不过在装置开工初期尚无乙烯产品时,可用混合()暂时代替乙烯作为制冷剂。
A.C2馏分B.C3馏分C.C4馏分D.裂解汽油答案:A2、合成气中H2与()的比量随原料和生产方法的不同而不同。
A.CO2B.COC.N2D.CO+CO2答案:B3、工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。
推论分析法是从“目标”出发,寻找实现此“目标”的“前提”,将具有不同功能的单元进行逻辑组合,形成一个具有整体功能的系统。
形象地可以用“洋葱”模型表示。
最里层是反应器,最外层是()。
A.分离系统B.换热网络C.公用工程D.产品精制系统答案:C4、芳烃的来源主要有三:①来自煤焦化的副产煤焦油和粗苯;②来自催化重整的重整汽油;③来自乙烯生产中的()。
A.C2馏分B.C3馏分C.C4馏分D.裂解汽油答案:D5、根据裂解原料的氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度,也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。
当裂解原料氢含量低于()时,可能达到的乙烯收率将低于20%。
这样的馏分油作为裂解原料是不经济的。
A.13%B.8%C.17%D.15%答案:A6、在化学工业中,苯的需要量很大,而甲苯却因用途较少而过剩;聚酯纤维的发展需要大量的对二甲苯,现实中,不仅二甲苯含量有限,而且二甲苯中对二甲苯含量最高也仅能达到()左右。
A.20%B.23%C.30%D.17%答案:B7、深冷分离中,产品乙烯主要在以下四处损失:①冷箱尾气损失,占乙烯总量的();②乙烯塔釜液乙烷中带出损失,占乙烯总量的0.400%;③脱乙烷塔釜液C3馏分中带出损失,占乙烯总量的0.284%;④压缩段间凝液带出损失,约为乙烯总量的0.066%。
A.25.00%B.2.500%C.0.225%D.2.250%答案:D8、合成气是由H2与()的混合气,其比值随原料和生产方法的不同而不同。
A.CO2B.COC.N2D.CO+CO2答案:B9、工业上乙烯氧化生成乙醛使用的催化剂应该具有良好的选择性,由于避免爆炸,循环气体中乙烯的含量应该控制在65%左右,氧含量控制在()左右。
B.20%C.8%D.13%答案:C10、为达到较满意的裂解产品收率,需要达到较高的裂解深度,而过高的裂解深度又会因结焦严重而使清焦周期急剧缩短。
工程中常以C5和C5以上液相产品氢含量不低于()为裂解深度的限度。
A.13%B.8%C.17%D.15%答案:B11、化学工业发展朝着面向市场竞争激烈的形势,积极开发高新技术,缩短新技术、新工艺工业化的周期,加快产品更新和升级的速度;最充分、最彻底地利用原料,除了发展大型的综合性生产企业,使原料、产品和副产品得到综合利用外,提倡设计和开发()反应;大力发展绿色化工。
包括采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂;应用反应选择性高的工艺和催化剂,实现零排放;化工过程要高效、节能和智能化和实施废弃物再生利用工程这些方面发展。
A.原子经济性B.低能耗C.高选择性D.无催化剂答案:A12、裂解气重组分中的二烯烃易发生聚合,生成的聚合物沉积在压缩机内,严重危及操作的正常进行。
而聚合速度与温度有关,温度愈高,聚合速度愈快。
为了避免聚合现象的发生,必须控制每段压缩后气体温度不高于()℃。
A.70B.80C.100D.12013、乙烯氧化所制得的粗乙醛水溶液中,乙醛的含量不多,大约在()左右。
A.3%B.5%C.10%D.15%答案:C14、裂解气深冷分离过程中,脱甲烷塔和乙烯塔是保证乙烯回收率和乙烯产品质量(纯度)的关键设备,消耗冷量约占总数的(),因此又是主要冷量消耗的设备。
A.68%B.52%C.36%D.88%答案:D15、化学工业中,苯的需求量很大,而甲苯却因用途较少而过剩;聚酯纤维的发展需要大量的对二甲苯,但二甲苯含量有限,并且二甲苯中对二甲苯含量最高也仅能达到()左右;再有发展聚苯乙烯塑料需要乙苯原料,而上述来源中乙苯含量也甚少等。
A.13%B.23%C.33%D.17%答案:B16、平衡氧氯化法生产氯乙烯工艺过程中,()既是原料,又是中间产品。
A.Cl2B.C2H4C.O2D.HCl答案:D17、环氧乙烷是重要的环氧化合物,有毒,还与空气能形成爆炸极限,但是它的用途较大,是以乙烯为原料产品中的第三大品种,第一为聚乙烯,第二为苯乙烯。
它的主要用途是生产乙二醇,占全球环氧乙烷总消费量的()。
B.50%C.60%D.70%答案:C18、化学工业主要经历了()三个阶段。
A.农副产品、天然气、石油B.煤、石油、天然气C.农副产品、煤、石油和天然气D.煤、石油和天然气、精细化工答案:C19、乙烯精馏塔是出产品乙烯的塔,因为产品纯度要求比较高,通常在侧线第()块板上出料,一塔起到两塔的作用。
A.5B.9C.12D.13答案:B20、工业上由天然气制合成气的技术主要有蒸汽转化法和()氧化法。
A.部分B.完全C.连续D.间隙答案:A21、加氢催化剂种类很多,其活性组分主要是第Ⅵ族和第Ⅷ族的过渡元素,催化剂的类型有金属催化剂,骨架催化剂,金属()催化剂,金属硫化物催化剂和金属配位催化剂五种。
A.氮化物B.络合物C.氧化物D.混合物答案:C22、平衡氧氯化法生产氯乙烯工艺流程中包含()个单元。
A.三B.四C.五D.六答案:C三、填空题1、基本有机的九大原料为()烯、()烯、()烯;()、()苯、()苯;()、萘和()的过程。