化学工艺学复习题
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1.根据煤化程度不同分类,决定煤阶的最可靠基础?(挥发分,固定碳)
2.烷基化法制苯与乙苯的方法?①改良三氯化铝法②液相分子筛法③气相分子筛法④催
化蒸馏法⑤催化干气制乙苯工艺
3.氢气的工艺能源?(①水电解制氢②副产氢气的回收③由煤制氢④由气态烃和轻油转化
制氢-----水蒸气转化法、部分氧化(燃烧)法)
4.按照原料的运行状态,煤的气化工艺分类和各自的代表性?①固定床(块煤):常压固定
床、加工固定床②流化床(碎煤):温克勒炉、U—GaS炉、灰熔聚气化炉③气化床(粉煤):德士古炉、壳牌炉
5.炼焦过程中为改善高度方向加热的均匀性方法?(高低灯头、不同隔墙厚度,分段加热
和废气循环)P471
6.现代新型煤化工主要包括范围:煤焦化、煤气化、直接液化、煤基化工产品、煤炭多联
产技术、有效合成气为CO和H2、甲醇、乙二醇、烯烃、二甲醚、醋酸、油类。
7.煤的热解过程三个阶段?①第一阶段(室温~300℃)该阶段,煤外形无变化,褐煤在200℃
以上发生脱羧基反应,进300℃时开始热解反应,烟煤和无烟煤在该阶段一般无变化。
脱水发生在120℃前,而脱气(CH4,CO2,N2)大致在200℃前后完成②第二阶段(300℃—600℃)该阶段以解聚和分解反应为主,煤黏结成半焦,并发生一系列变化。煤从300℃左右开始软化,并有煤气和焦油析出,在450℃前后析出焦油量最大,在450—600℃气体析出量最多。煤气主要成分除热解水、CO和CO2外,主要为气态烃,故热值较高③第三阶段(600—1000℃)这是半焦聚合形成焦炭的阶段,以缩聚反应为主。析出焦油极少,挥发物主要为煤气,700℃后煤气成分主要为氢气,从半焦到焦炭,一方面析出大量煤气,一方面焦炭密度增加。
8.石油加工过程一般包括的加工工艺(原油的预处理和常减压蒸馏,催化裂化和加氢裂化,
催化重整和芳烃抽提,延迟焦化)
9.精细化工单元反应中磺化剂和硝化剂包括?磺化反应一般采用浓硫酸或发烟硫酸作为
磺化剂,有时也采用三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫加氯气、二氧化硫加氧气、以及亚硫酸钠等作为磺化剂;硝化剂主要是硝酸,从无水硝酸到稀硝酸都可,硝化剂常常不是单独的硝酸,而是硝酸和各种质子酸、有机酸、酸酰及各种路易斯酸的混合物,还可用氮的氧化物、有机硝酸酯作为硝化剂
10.煤炭直接和间接液化煤炭直接液化是指通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转
化为较低分子的液体燃料的过程。煤炭间接液化是首先将煤气化制合成气(CO+H2),合成气经净化、调整H2/CO比,再经过催化合成为液体燃料的过程。
11.工业上不同的氯化方法(热氯化法:、光氯化法、催化氯化)
12.配煤原理(①胶质层重叠原理②互换性原则③共炭化原理
13.提高汽油辛烷值的方法:添加四乙基铅,增加汽油中芳烃,环烷烃和异构物烷烃的量,
添加烷基醚或烷基醇
14.克劳斯法脱硫化氢原理?在克劳斯氧化燃烧器中,与1200℃下硫化氢部分燃烧生成二氧
化硫,释放出的热量可用于制造水蒸气。随后,气体进入克劳斯催化反应器,用铝土矿作催化剂,于300—350℃将进料气转化为气态硫,用水喷淋冷却即析出液态硫磺。15.根据反应性质,焙烧的类型分为氧化焙烧、硫酸化焙烧、挥发焙烧、氯化焙烧、还原焙
烧、氧化钠化焙烧
16.叙述浓硝酸的生产过程生产浓硝酸有直接法、间接法和超共沸酸精馏法,(1)直接法(直
硝法)由氨和空气经氧化直接合成浓硝酸①制一氧化氮氮和空气通过铂网催化剂,在高温下被氧化成一氧化氮,并急冷至40—50℃,使生成的水蒸气经冷凝而除去②制二氧
化氮一氧化氮和空气中的氧反应,生成NO2后,残余的未被氧化的NO和w(HNO3)>98%的浓硝酸再反应,被完全氧化成二氧化氮③分出二氧化氮在低温下用浓硝酸【w(HNO3)>98%】吸收二氧化氮成发烟硝酸,不能被吸收的惰性气体排出系统另行处理④制纯NO2并冷凝聚合为液态四氧化二氮加热发烟硝酸,它热分解放出二氧化氮,然后把这种纯的NO2冷凝成为液态四氧化二氮⑤高压釜反应制浓硝酸将液态四氧化二氮与稀硝酸混合送入高压釜,在5.0MPa压力通入氧气,四氧化二氮与水和氧反应直接生成浓硝酸(2)间接法(间硝法)是先生产稀硝酸再设法将稀硝酸中水分脱除,将浓度提高至共沸酸浓度以上,经蒸馏得到成品硝酸(3)超共沸酸精馏法是设法脱除氧化气中较多的水分,使NOx直接生成超共沸酸,再经蒸馏制得浓硝酸的方法
17.解释加氢和脱氢,加氢和脱氢的催化剂有哪几类?防止催化剂表面结焦采取哪些方法?
加氢:氢分子进入化合物内,使化合物还原,或提高不饱和有机化合物的饱和度的一种特殊类型的还原反应。脱氢:系指从化合物中除去氢原子的过程,是氧化反应的一个特殊类型。加氢催化剂有:金属催化剂,合金催化剂(骨架催化剂、熔铁催化剂两类),金属氧化物和硫化物催化剂以及均相配位催化剂;脱氢催化剂有:金属,金属氧化物,金属盐类;方法:①在催化剂中加入助催化剂,作用是:稀释催化剂表面的脱氢活性中心,并将活性组分分割成较独立的微小区域;可中和一部分活性过强的活性中心,抑制裂解
②在工业上也常采用降低原料气压力或添加水蒸气稀释反应物的办法。③降低产物在催
化剂表面的停留时间
18.叙述焙烧、煅烧和烧结之间的异同点,并用化学反应式表示各自的应有实例?焙烧和煅
烧是两种常用的化工单元工艺,两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行,不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应,后者是物料发生分解反应,失去结晶水或挥发组分。烧结也是一种化工单元工艺。烧结与焙烧不同,焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应,而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。烧结也与煅烧不同,煅烧是固相物料在高温下的分解过程,而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程,但烧结是在物料熔融状态下的化学转化,这是它与焙烧、煅烧的不同之处。(焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等气流中不加或配加一定的物料,加热至低于炉料的熔点,发生氧化,还原或其他化学变化的单元过程。煅烧是在低于熔点的适当温度下,加热物料,使其分解,并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程)实例:焙烧: 硫铁矿焙烧4FeS2+11O2=2Fe2O3+8O2↑,3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2↑煅烧:重碱煅烧2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O↑
烧结:脱氟磷肥生产Ca10F2(PO4)6+2H2O→Ca10(PO4)6(OH)2+2HF↑
Ca10(PO4)6(OH)2→2Ca2(PO4)2+Ca4P2O9+H2O↑
19.简述平衡型氯乙烯生产流程,并用化学反应式表示平衡型氯乙烯生产流程由三大工艺组
成:乙烯液相加成氯化生成1,2—二氯乙烷;乙烯气相氧氯化生成1,2—二氯乙烷;1,2—二氯乙烷热解生成氯乙烯。①乙烯液相加成氯化:反应温度为50℃左右,催化剂为FeCl3,乙烯:氯气=1.1:1,②乙烯气相氧氯化:反应温度225—290℃,压力1.0MPa,催化剂为CuCl2—KCl/r-Al2O3,乙烯:氯化氢:氧=1:2:0.5 ,③热裂解温度430—530℃,压力2.7 MPa,催化剂为浮石。由加成氯化和氧氯化生成的粗二氯乙烷进入脱轻组分塔和脱重组分塔,轻组分中含有微量氯化氢气体,需洗涤后利用,重组分含二氯乙烷,需经减压蒸馏回收处理,进入热裂解炉经裂解生成氯乙烯,经氯乙烯精馏塔,塔顶馏出成品氯乙烯
20.简述烃类热解工艺条件(1)裂解原料可分为①气态烃原料价格便宜,裂解工艺简单,
烯烃收率高,来源有限,运输不便。②液态烃原料资源丰富,。便于储存与运输(2)