化学工艺学复习内容
- 格式:docx
- 大小:85.61 KB
- 文档页数:6
化学工艺学第一章绪论1、化学工业:运用化学工艺、化学工程及设备,通过各种化工单元操作,高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门.2、化学工艺即化工生产技术,是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施.3、化学工艺学是根据化学、物理和其他科学的成就,研究综合利用各种原料生产化学产品的方法原理、操作条件、流程和设备,以创立技术先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科.4、21世纪,化学工业的发展趋势答:1产品结构精细化和功能化;2生产装置微型化和柔性化;3生产过程绿色化和高科技化;4市场经营国际化、信息化.5、绿色化工就是用先进的化工技术和方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段.6、化学工业的基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品的在自然界天然存在的资源.7、化工产品一般是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来的新物料品.8.煤化工:以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业.9.煤的干馏:是指在隔绝空气条件下将煤加热,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程.10.一次加工方法主要包括一次加工和二次加工,一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.11.蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别沸点不同进行分离的方法,是一种没有化学反应的传质、传热物理过程,主要设备是蒸馏塔.12.常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种.13.催化重整:是在铂催化剂作用下加热汽油馏分石脑油,使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程.14.催化重整的原料是石脑油,以生产高辛烷值汽油为目的时一般采用80~180℃馏分.15.催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油,使其发生一系列加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的加工过程. 16.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与精制三大步骤.17.原料的预处理的主要目的是使初始原料达到反应所需要的状态和规格.18、化学反应是化工生产的核心.实现化学反应过程的设备称为反应器釜或塔.19、产品分离与精制目一是获取符合规格的产品,二是回收、利用副产物.20、组织工艺流程时应遵循的原则有哪些答:1工艺路线技术先进,生产运行安全可靠,经济指标先进合理;2原料和能量利用充分合理;3单元操作适宜,设备选型合理;4工艺流程连续化、自动化;5安全措施得当,“三”治理有效.21、工业催化剂的性能指标是活性、选择性和寿命.22、催化剂的失活原因一般分为中毒、结焦和堵塞、烧结和热失活三大类.22、固体催化剂在使用中应注意事项有哪些答:1要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触;2原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触;3要严格控制催化剂使用温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂.4要维持正常操作条件如温度、压力、反应物配比、流量等稳定,尽量减少波动.5开车时要保持缓慢的升温、升压速率,温度、压力的突然变化容易造成催化剂的粉粹,要尽量减少开车、停车的次数.第一章化学工艺基础1.化工原料根据物质来源可分为无机原料和有机原料两大类.2.煤化工包括煤的干馏包括炼焦和低温干馏,气化,液化和合成化学品等.3.原油:从油井中开采出来没有经过加工处理的石油叫原油,它是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠液体.4.一次加工:一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏.5.二次加工:常用的二次加工方法主要有催化重整,催化裂化,催化加氢裂化和烃类热裂解.6.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与精制三大步骤.7.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,用符号S表示.表达式为:转化为目的产物的某反应物的量该反应物的转化总量8.催化剂失活原因一般分为中毒,结焦和堵塞,烧结和热失活三大类.9.催化剂使用注意事项:(1)要防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触;(2)原料必须经过净化处理,使用过程中要避免毒物与催化剂接触;(3)要严格控制操作温度,使其在催化剂活性温度范围内使用,防止催化剂床层温度局部过热,以免烧坏催化剂;(4)要维持正常操作条件的稳定,尽量减少波动;(5)开车时要保持缓慢的升温,升压速率,温度,压力的突然变化容易造成催化剂的粉碎,要尽量减少开,停车的次数.第四章烃类热裂解1.烃类热裂解:是指以石油系烃类为原料,利用石油烃在高温下的不稳定、易分解的性质,在隔绝空气和高温条件下使大分子的烃类发生断链和脱氢等反应,以制取低级烯烃的过程.2.烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由原料烃的热裂解和裂解产物的分离精制两部分组成.3.一般将复杂的裂解反应归纳为一次反应和二次反应.4.一次反应:是指原料烃主要是烃类和环烷烃经热裂解生成乙烯和丙烯等低级烯烃的反应.5. 二次反应:是指一次反应的产物乙烯、丙烯等低级分子烯烃进一步发生反应生成多种产物,直至最后生焦或炭.6.乙烷裂解的自由基反应包括链引发、链增长反应和链终止反应3个阶段.7.各类烃热裂解的难易顺序可归纳为:异构烷烃>正构烷烃>环烷烃C 6>C 5>芳烃8.从热力学角度分析,裂解是吸热反应,理论上烃类裂解制乙烯的最适宜温度一般在750~900℃.裂解的深度取决于裂解温度和停留时间.管式炉裂解技术的反应设备是裂解炉,它既是乙烯装置的核心,又是挖掘节能潜力的关键设备.9.石油烃类裂解的操作条件宜采用高温、短停留时间、低烃分压,产生的裂解气要迅速离开反应区.10.烃类的热裂解过程的特点:1烃类热裂解是吸热反应;2烃类热解需在高温下进行,反应温度一般在750℃以上;3为了避免烃类热裂解过程中二次反应,反应停留时间很短,一般在~1s ; 4热裂解反应是分子数增加的反应,烃分压低有利于原料分子向反应产物分子的反应平衡方向移动;5裂解反应产物是复杂的混合物,除了裂解气和液体烃之外,尚有固体产物焦生成.11.裂解气中含有少量的H2S 、CO 2、H 2O 、C 2H 2、CO 等气体杂质.分析其来源主要有三个方面:一是由原料带入;二是裂解反应过程生成;三是裂解气处理过程引入.12.热泵:是通过做功将低温热源的热量传送给高温热源的供热系统. 2.烃类热裂解的主要目的是生产乙烯,同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等产品.3.乙烯装置生产能力的大小实际反映了一个国家有机化学工业的发展水平.4.烃类热裂解过程非常复杂,具体体现在一下几个方面:1原料复杂2反应复杂3产物复杂7.同碳原子数的烷烃,C-H键能大于C-C键能,故断键反应比脱氢反应容易发生.8.带支链烃的C-C键或C-H键的键能较直链烷烃的C-C键或C-H键的键能小,易断裂,所以,带支链的烃容易裂解或脱氢.9.带侧链的环烷烃首先经行脱烷基反应,脱烷基反应一般在长侧链的中部开始断裂,一直进行到侧链为甲基或乙基,然后再一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反应,环烷烃脱氢比开环生成烯烃容易.10.在较高的温度下,低分子的烷烃、烯烃有可能分解为碳和氢.11.正构烷烃在各族烃中最有利于生成乙烯、丙烯.12.异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃.13.烃类热裂解过程的特点:1吸热反应高温2体积增大低压3易发生二次反应14.裂解深度:指裂解反应进行的程度.15.裂解炉设计开发的根本思路是提高裂解过程的选择性和设备的生产能力.16.提高裂解过程选择性的主要途径:1提高反应温度2缩短停留时间3降低烃分压17.工业上一般采用蒸汽作为稀释剂,其优点有如下几点:1裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难.2水蒸汽热容量大,使系统有较大的热惯性,当操作供热不平稳时可以起到稳定温度的作用,保护炉管防止过热.3抑制裂解原料所含硫对镍络合金炉管的腐蚀.4脱除结碳.18.裂解供热方式有直接供热和间接供热.19.急冷的方法有两种:一种是直接急冷,一种是间接急冷.20.裂解气的净化与分离目的是除去裂解气中的有害杂质.21.工业生产上采用的裂解气分离方法主要有:油吸收精馏分离法、深冷分离法、吸附分离法、络合物分离法.22.工业上脱水的方法有多种,如冷冻法、吸收法、吸附法.补充:第5章芳烃转化过程石油芳烃主要来源于石脑油重整生成的油及烃裂解生成乙烯副产的裂解汽油.工业上广泛应用的芳烃转化反应主要有:C8芳烃的异构化、甲苯的歧化和C9芳烃烷基的转移、芳烃的烷基化、烷基芳烃的脱烷基化等.芳烃歧化:是指两个相同的芳烃分子在酸性催化剂作用下一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上的反应.烷基转移是指两个不同的芳烃分子之间发生烷基转移的反应.芳烃的烷基化是芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基取代生成烷基芳烃的反应.第6章催化加氢与脱氢1、催化加氢:是指有机化合物中一个或几个不饱和官能团在催化剂作用下与氢气的加成反应.2.催化加氢反应在化学工业中一是用于合成有机产品,二是用于许多化工产品的加氢精制.3.骨架催化剂:将具有催化活性的金属和载体铝或硅制成合金,再用氢氧化钠溶液浸渍合金,溶解其中的铝或硅,得到活性金属构成的骨架状物质4.加氢催化剂按其形态主要可分为金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、金属络合物催化剂五大类.5.下列芳烃加氢的顺序正确的是CA C 6H 5CH 3>C 6H 6>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33B C 6H 4CH 32>C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33C C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 4CH 32>C 6H 3CH 33D C 6H 6>C 6H 5CH 3>C 6H 3CH 33 >C 6H 4CH 326炔烃、二烯烃、单烯烃、芳烃混合在一起加氢时,其反应速率顺序为DA. 二烯烃>炔烃>单烯烃>芳烃B. 炔烃>单烯烃>二烯烃>芳烃C. 二烯烃>单烯烃>芳烃>炔烃D. 炔烃>二烯烃>单烯烃>芳烃7.绝热式反应器乙苯脱氢工艺中,水蒸气和乙苯的摩尔比为AA. 14:1B. 13:1C. 12:1D. 10:18.金属催化剂:就是把活性组分如Ni 、Pd 、Pt 等金属分散于载体上,以提高催化剂活性组分的分散性和均匀性,增强催化剂的强度和耐热性.9.目前工业生产上采用的催化剂大致可分为锌铬系和铜锌或铝系即铜基催化剂两大类.10.低压法合成甲醇工艺流程主要由造气、压缩、合成和精制四大部分组成.第7章烃类选择性氧化1.烃类选择性氧化过程的特点答:1反应放热量大;2反应不可逆;3反应过程易燃易爆;4反应途径复杂多样.2.如何提高烃类选择性氧化安全性答:1原料配比一定要控制在爆炸极限之外;2在设计氧化反应器时,除考虑设计足够的传热面积及时移走热量外,还要在氧化设备上设上加设防爆口,装上安全阀或防爆膜;3反应温度最好采用自动控制,至少要有自动报警系统.4还可以采用惰性气体的办法稀释作用物,以减少反应的激烈程度,防止发生爆炸.3.非均相催化氧化主要是指气态有机原料在固体催化剂存在下以气态氧作为氧化剂氧化为有机产品的过程.4.气固相催化氧化反应都是强放热反应,工业上常用的反应器有两种:列管式固定床反应器和流化床反应器.5.流化床反应器是一种利用气体或液体通过固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器.6.流化床反应器从其结构来看自下而上大致分为锥形体、反应段和扩大段三部分.7.简述液相均相催化氧化技术优缺点.主要优点:(1)反应物与催化剂同相,不存在固体表面上活性中心性质及分布不均匀的问题,作为活性中心的过渡金属活性高,选择性好;(2)反应条件不太苛刻,反应比较平稳,易于控制;(3)反应设备简单,容积小,生产能力高;不足之处:(1)反应温度通常不太高,因此反应热利用率较低;(2)在腐蚀性较强的体系中要采用特殊材质;(3)配位催化氧化反应体系需用贵金属盐作为催化剂,因此必须分离回收.8.工业上常用的非均相反应器有两种:列管式固定床反应器和流化床反应器.9.热点:列管式反应器轴向的温度分布主要取决于沿轴向各点的放热速率和管外载热体的除热速率,一般反应器内沿轴向温度分布都有一个最高温度.10.简述丙烯腈生产过程中加入水蒸汽的作用答:1水蒸汽可促使产物从催化剂表面解析出来,从而避免丙烯腈深度氧化;2加入水蒸气后可起到降低反应物浓度作用,从而对保证安全生产防范爆炸深度氧化;3水蒸汽的比热容较大,加入水蒸气可以带走大量的反应生成热,使反应温度易于控制;4加入水蒸气对催化剂表面的积炭有清楚作用.第8章羰基合成1.羰基化反应:在过渡金属配位化合物催化剂存在下一氧化碳参与有机合成、分子中引入羰基的反应.2.甲醇低压羰基化反应主反应方程式:COOH CH CO OH CH 33→+,使用催化剂:铑—碘催化体系,反应温度:130~180℃.第9章 氯化1.氯化是指在化合物分子中引入氯原子以生产氯的衍生物的反应过程.氯化过程的主要产物是氯代烃,氯代烃的主要应用领域有两个:一是作溶剂,二是用作合成大量有机产品及精细化工产品的中间体和聚合物的单体.2、取代氯化、加成氯化和氧氯化是氯代烃的主要生产方法.3.目前, 与其他方法相比,原料来源广且价格较低,生产工艺合理,生产成本较低,产量约占吕乙烯总产量的90%以上.A.平衡氧氯化法 B.乙炔法 C.乙烯法 D.烯炔法。
化学工艺学基础知识点总结化学工艺学是指利用化学原理和技术,对原材料进行加工、转化和制造成所需的制品的学科。
它是化学工程学的基础,通过研究和应用化学反应、传质、传热等原理,探索和发展各种化学工艺过程,实现化学产品的制备和加工。
下面将对化学工艺学的基础知识点进行总结。
1. 化学反应在化学工艺学中,化学反应是一个非常重要的基础知识点。
化学反应是指原料物质在特定条件下相互作用,形成新的化合物的过程。
根据反应的进行方式,可以分为均相反应和异相反应。
均相反应是指反应物和产物处于相同的物理状态,而异相反应则是反应物和产物处于不同的物理状态。
在化学工艺学中,我们需要了解不同化学反应的条件、速率、热效应等基本知识,以便合理设计和控制化学工艺过程。
2. 传质传质是指物质在不同相之间的质量传递过程,是化学工艺中的重要环节之一。
常见的传质方式包括扩散、对流和传热等。
扩散是指物质在不同浓度间的自发性传递,对流是指通过流体介质的物质传递过程,传热则是指物质内部能量的传递。
在化学工艺过程中,我们需要合理设计传质装置和控制传质速率,以实现化学反应和产物分离等目的。
3. 传热传热是指热能在物质之间传递的过程,也是化学工艺学的基础知识点之一。
传热方式包括传导、对流和辐射等。
传导是指通过物质内部分子间的热能传递,对流是指通过流体介质的热能传递,而辐射则是指通过电磁波的热能传递。
在化学工艺中,我们需要根据不同的传热方式选择合适的传热设备,并进行传热效率的控制和优化。
4. 化学工艺流程化学工艺流程是指一系列化学反应和物质传递过程组成的整体,它是化学工艺学的核心内容。
化学工艺流程的设计和控制能否很好地实现原料转化和产品分离,直接影响到产品的质量和产量。
在化学工艺学中,我们需要了解不同化学工艺流程的基本原理和特点,以便选择合适的工艺路线、设备和操作条件。
5. 反应器设计反应器是化学工艺中用于进行化学反应的装置,反应器的设计质量直接影响到工艺的效率和产品的质量。
化学工艺期末考试重点复习题1、化学工艺学的研究范畴包括哪些内容?包括原料的选择和预处理;生产方法的选择及方法原理;设备(反应器和其他)的作用、结构和操作;催化剂的选择和使用;其他物料的影响;操作条件的影响和选定;流程组织;生产控制;产品规格和副产物的分离与利用;能量的回收和利用;对不同工艺路线和流程的技术经济评比等。
2、现代化学工业的特点有哪些?(1)原料、生产方法和产品的多样性与复杂性(2)向大型化、综合化发展,精细化率也在不断提高(3)是多学科合作、生产技术密集型的生产部门(4)重视能量合理利用,积极采用节能工艺和方法(5)资金密集,投资回收速度快,利润高(6)化工生产中易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题3、大宗的无机化工产品有硫酸、硝酸、盐酸、纯碱、烧碱、合成氨和氮、磷、钾等化学肥料。
大宗的有机化工产品有乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙块、荼、合成气。
5、对石油的一次加工和二次加工有哪些加工方法?一次加工方法为常压蒸憾和减压蒸馄。
二次加工主要方法有:.催化重整;•催化裂化,催化加氢裂化,桂类热裂解;烷基化;异构化;焦化等6、常、减压蒸憎流程有哪些?①燃料型。
②燃料一润滑油型。
③燃料一化工型。
7、煤的加工路线:煤的高温干憎(炼焦);煤的低温干憎;煤的气化;煤的液化。
8、化学工业的原料资源:无机化学矿;石油;天燃气;煤;生物质;再生资源;空气和水。
9、化工生产过程一般可分为:原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。
10、什么是转化率、选择性、收率?转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率用符号X表示。
其定义式为转化率表征原料的转化程度,反映了反应进度。
选择性系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。
廿某一反应物的转化量,、转化为目的产物的某反应物的最=转化为冃的产物的某反应物的量该反应物的起始星汝反血物的转化急量该反应物的起始量在复杂反应体系中,选择性是个很重要的指标,它表达了主、副反应进行程度的相对大小,能确切反映原料的利用是否合理。
化学工艺学知识点
化学工艺学是研究化学反应过程的学科,它涉及到许多重要的
知识点。
以下是一些常见的化学工艺学知识点:
1. 反应工艺:研究化学反应的基本原理和条件,包括反应速率、转化率以及反应的热力学和动力学等因素。
2. 催化工艺:研究先进催化剂的开发和应用,以提高化学反应
的效率和选择性。
3. 分离工艺:研究物质在混合物中的分离方法,如蒸馏、萃取、结晶等,用于获取纯净的产品。
4. 反应器设计:研究如何设计反应器,以实现预期的反应条件
和产品质量。
5. 能源利用:研究如何最大限度地利用能源,降低化学工艺的
能耗和环境影响。
6. 过程安全:研究如何控制化学工艺中的风险,确保工人和环境的安全。
7. 生产优化:研究如何优化化工生产过程,提高产品质量和产量。
8. 废物处理:研究废物处理技术,以减少工艺中产生的废物对环境的影响。
化学工艺学是现代化学工程的重要组成部分,它在许多工业领域中都有广泛的应用,如石油化工、制药、食品加工等。
了解这些知识点可以帮助我们更好地理解和应用化学工艺学的原理,从而提高生产效率和产品质量。
《化学工艺学》复习纲要1 绪论(1) 化学工业的范围、现状和发展方向?(2) 无机化工、精细化工、生物化工、有机化工、煤化工和高分子化工等概念的含义。
(3) 化学工艺学和化学工业以及化学工艺、化学工程、工业催化和应用化学等学科的关系?2 化工资源及其初步加工(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) 试述煤化程度与煤性质及其应用的关系。
(3) 组成煤和石油的元素、化合物各有哪些?煤和石油在组成、结构和性质上有何差别?目前合成有机化工产品原料路线多以石油和天然气为主的原因?(4) 为多产芳烃,在催化重整中要控制哪些工艺参数?(5) 石油通常可以按照哪几种方法进行分类?(6) 围绕原油的常减压流程图:①简述流程;②原油为什么要进行预处理?③原油直接蒸馏后为什么还要经过减压蒸馏?(7) 衡量汽油的质量指标有哪些?(8) 什么是辛烷值?提高汽油辛烷值的方法有哪些?如何测定辛烷值?(9) 什么是热裂化、催化裂化和加氢裂化?催化裂化和加氢裂化各有哪些特点?(10) 什么是催化重整?其主要反应有哪些?简述催化重整催化剂的组成、作用及其发展趋势?(11) 石油的一次加工、二次加工和三次加工过程有什么区别?加氢精制属哪类过程?它有什么作用?参考答案:三次加工过程主要指将二次加工生产的各种气体进一步加工,以生产高辛烷值汽油组分和各种化学品,包括石油烃烷基化、烯烃叠合、石油烃异构化等。
(12) 什么是芳烃抽提?(13) 原油的馏分?3 通用反应单元工艺(1) 氧化反应单元的含义、特点,这些特点和工艺流程的组织有什么具体的联系?氧化反应单元工艺中如何合理利用反应热?(2) 生产硫酸的主要原料和选择原则?(3) 围绕接触法制硫酸的工艺流程图:①简述流程;② SO2催化氧化生成SO3 的机理?③ SO2催化氧化生成SO3时,为什么要在不同温度条件下分段进行?④接触法生产硫酸时SO2转化反应的温度应如何控制?⑤三废如何治理?(4) 表述催化剂活性的概念有哪些?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?(5) 结合乙烯环氧化制环氧乙烷反应的特点,简述:①环氧乙烷生产中车间的安全问题;②对氧化反应器的要求;③工艺条件,尤其是反应温度的控制;④管式反应器壳程冷却液传统采用导生油或煤油,为何现多改用沸水反应器?(6) 氢化和脱氢反应单元各有哪些特性?影响氢化和脱氢反应单元的因素各有哪些?如何抑制脱氢反应过程中的结焦副反应?(7) 氢有哪些制备方法?烃类水蒸气转化制氢的流程?(8) 乙苯与丙烯共氧化法生产苯乙烯的优缺点?(9) 如何判断一个催化反应过程是否受内外扩散过程的影响?乙苯脱氢制苯乙烯时,如何选择适当的氧化铁系催化剂颗粒大小并控制乙苯液空速?采用稀释剂水蒸气的目的?(10) 评价一个工艺过程的主要技术经济指标有哪些?4 无机化工反应单元工艺(1) 简述化学矿物加工成产品的一般生产流程。
1 化工生产过程一般可概括为:原料预处理;化学反应;产品分离与精制三个步骤。
2 化工过程的主要效率指标有:生产能力和生产强度;化学反应的效率—合成效率;转化率、选择性和收率(产率);平衡转化率和平衡产率。
3 转化率(X):指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率。
选择性(S):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。
(表达主、副反应进行程度的大小反映原料的利用是否合理)收率(Y):从产物角度来描述反应过程的效率。
关系根据转化率、选择性和收率的定义可知,相对于同一反应物而言,三者有以下关系:Y=SX。
对于无副反应的体系,S=1,故收率在数值上等于转化率,转化率越高则收率越高;有副反应的体系,S<1,希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。
但是,通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低,所以不能单纯追求高转化率或高选择性,而要兼顾两者,使目的产物的收率最高。
4 重要的有机化工基础原料有:乙烯、丙烯和丁二烯等低级烯烃分子中具有双键,化学性质活泼,能与许多物质发生加成、共聚或自聚等反应,生成一系列重要的产物。
5 烃类热裂解其反应历程分为:链引发、链增长、链终止三个阶段。
6 烃类热裂解一次反应的现律性有:烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃的反应规律。
7 烃类热裂解的二次反应都包含:烯烃的再裂解、聚合、环化、缩合、生炭、加氢和脱氢反应类型。
8 裂解原料性质的参数有:族组成---PONA值;氢含量;特性因数;芳烃指数四种。
9 停留时间:裂解原料经过辐射盘管的时间。
停留时间与裂解温度对裂解产物分布影响:①高温裂解有利于一次反应的进行。
短停留时间可抑制二次反应的进行。
同时可减少结焦。
②高温—短停留时间操作可以抑制芳烃的生成,减少汽油收率。
③使炔烃收率明显增加,并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大,工业上利用此效应,适应市场需要。
10 烃类水蒸气热裂解制乙烯过程中,加入水蒸气的作用是:1.易分离;2.热容量大,使系统有较大的热惯性;3.抑制硫对镍铬合金炉管的腐蚀;4.脱除结碳,抑制铁镍的催化生碳作用。
化学工艺学复习资料1、化学工业:借助化学反应使原来组成或结构发生变化,从而制得化工产品的工业部门。
2、化学工程:研究化学工业和其他过程工业的生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。
共性三传一反、单元操作工程因素放大、优化2、化学工艺:研究运用各种学科的知识,经济地、合理地将各种原料转变为化工产品的技术、过程和方法。
◆一种具体的化工生产技术◆利用已有的化学、化学工程等学科成就◆提供技术上先进可靠、经济上合理的生产方法、原理、设备与流程等成套技术。
个性研究具体过程从原料到产品4、化学工业的特点和分类(特点)A、特点:1.投资较高2.高度机械化 3. 自动化的连续性生产4.综合性强5.企业大型化B、分类历史上:无机化工有机化工现代:无机化工有机化工高分子化工精细化工生物化工5、化学工艺学的研究内容化学工业原料资源1、石油的组成:石油是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠状液体2、石油组成:烃类——饱和烃、环烷烃、芳香烃非烃类——除C,H外,还有杂原子,硫化物、氮化物、含氧化合物胶质和沥青——沸点高于500度稠环环烷烃等3、天然气主成份:甲烷,干气:甲烷含量高于90%的天然气湿气:C2-C4烷烃含量在15%~20%或以上的天然气4、煤的组成和结构:煤是由高等植物经生物化学、物理化学和地球化学作用转变成的固体有机可燃矿物。
煤化序列为:植物→泥炭(腐泥) →褐煤→烟煤→无烟煤。
5、煤的加工路线煤干馏(高温干馏和低温干馏):在隔绝空气条件下加热煤,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程。
煤气化:合成气,合成氨、甲醇煤液化:汽油、煤油、柴油6、工艺流程和流程图化工生产工艺流程:原料转变成化工产品的工艺流程。
原料需要经过包括物质和能量转换的一系列加工,方能转变成所需产品,实施这些转换需要有相应的功能单元来完成,按物料加工顺序将这些功能单元有机地组合起来,则构筑成工艺流程。
工艺流程多采用图示方法来表达,称为工艺流程图。
第6章加氢脱氢1.催化加氢反应的特征分别有放热反应;不可逆反应;体积缩小反应。
2.物质结构对加氢反应产生较大的影响:如下结构的烯烃进行加氢反应的反应速率顺序是R-CH=CH2大于R(R)-C=CH2大于R(R)-C=CH-R大于R(R)-C=C-R (R)。
3.制氨(放热)影响因素:T、P、氢氮比、惰性气体1/2N2+3/2H2→NH3循环压缩:①由于受平衡条件限制,合成率不高,有大量的N2、H2气体未反应,需循环使用。
故氨合成本身是带循环的系统。
②反应后气体中所含的氨必须进行冷凝分离,是循环回合成塔入口的混合气体中的按含量尽量少,以提高氨净增值。
③由于循环,新鲜气体中带入的惰性气体在系统中不断累积,当其浓度达到一定值时,会影响反应的正常进行,降低合成率和平衡氨含量。
因此必须定期或连续地放空一些循环气体,称为驰放气。
④整个合成氨系统是在高压下进行,必须用压缩机加压。
循环气与合成塔进口气有压力差,需采用循环压缩机弥补压力降的损失。
方框图:(1)为什么要冷冻分离氨?合成气且在进入压缩机后分离氨?氨气被冷凝成液氨,气液混合物进入高压分离,即可将液氨分离。
整个合成氨系统是在高压下进行,必须用压缩机加压。
(2)为什么要引出驰放气?且在进入压缩机前排放驰放气?避免系统中惰性气体积累,影响反应正常进行,降低合成率和平衡氨含量。
4.甲醇的合成(放热)甲醇是仅次于三烯和三苯的重要基础有机化工原料:利用甲醇合成化工产品主要包含哪些?塑料;橡胶;合成纤维;医药和甲醚等。
影响因素:T、P、空速、原料气配比反应器:固定床、管式(单管、列管)(1)为何未反应的气体在返回循环压缩机前须放空部分气体?为了使惰性气体含量保持在一定范围。
(2)原料气中含有一定量的二氧化碳对甲醇合成有何影响?可以减少反应热量的放出,利于床测温度控制,同时还能抑制二甲醚的生成。
(3)为何在高温条件下可以在高压下合成,而在低温条件下只能在低压下合成?甲醇合成反应的反应热是随温度和压力而变化,当温度越低,压力越高时,反应热越大。
化学工艺学知识点总结以下是化学工艺学的一些重要知识点的总结:1.化学反应:了解常见的化学反应类型,包括氧化、还原、酸碱中和、酯化等。
理解反应速率和平衡的概念,以及如何通过催化剂和温度控制反应。
2.质量平衡:学习如何在化学反应和过程中应用质量平衡,以确保原材料和产品的质量。
了解反应前后物质的质量变化和摩尔比的计算方法。
3.能量平衡:了解如何在化学工艺中应用能量平衡,以确保过程的能量效率和节能。
学习如何计算能量变化、传热和传质,以及如何使用能量平衡方程解决问题。
4.反应器设计:学习不同类型的反应器,如批量反应器、连续流动反应器和搅拌罐反应器等。
了解反应器的设计参数,如体积、温度、压力和物质的混合方法。
5.分离技术:了解常见的分离技术,如蒸馏、萃取、结晶、吸附和膜分离等。
学习如何选择适当的分离技术,以提高产品的纯度和回收率。
6.传递过程:了解质量传递和能量传递的原理和方法。
掌握物质在液相、气相和固相中传递的速率和方法,以实现产品的提纯和分离。
7.化学工艺流程图:学习如何绘制和解读化学工艺流程图,以描述化学反应和操作的步骤和条件。
了解流程图中常用的符号和标记,以及如何优化工艺流程。
8.安全和环境:了解化学工艺中存在的安全和环境风险,以及如何采取措施保护工人和环境。
学习如何进行风险评估和事故预防,以确保工艺的可持续发展。
9.经济分析:了解如何进行化学工艺的经济分析,包括成本估算、投资回报和财务评估。
学习如何考虑原材料成本、能源消耗和产品需求等因素,以优化工艺的经济效益。
10.实验技术:学习常见的化学工艺实验技术,如反应器操作、分离技术和分析方法等。
掌握实验室技巧和安全操作,以进行工艺开发和优化。
化学工艺学复习要点1.合成气a.合成气制取的主要方法(烃类的水蒸气转化、重油部分氧化、固体燃料气化)b.烃类的水蒸气转化发生的反应,反应热力学、反应动力学分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备c.重油部分氧化发生的反应,工艺条件,工艺流程与设备d.固体燃料气化发生的反应,工艺条件,工艺流程与设备e.合成气净化主要脱除硫化物常用方法(干法,湿法)f.合成气中去除一氧化碳的方法(一氧化碳变换)发生的反应,反应热力学、反应动力学分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备g.合成气中二氧化碳的脱除方法(物理吸收,化学吸收)2 合成气衍生产品a.合成氨发生的反应,反应热力学、反应动力学分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备b.尿素合成反应机理,合成反应条件c.甲醇合成反应机理,反应平衡分析,催化剂,工艺条件,工艺流程与设备d.费托合成原理,催化剂,选择性,反应器类型,工艺流程h.无机大宗化学品a.硫酸制取(二氧化硫制备,设备与焙烧条件,二氧化硫净化,二氧化硫的氧化催化剂,反应条件,三氧化硫的吸收工艺条件)b.纯碱制取(氨碱法反应过程,工艺条件)i.石油炼制a.原油加工大致流程b.常减压蒸馏工艺流程,操作条件,设备)c.催化裂化反应,催化剂,工艺流程以及工艺参数,设备d.催化重整反应,催化剂,工艺流程以及工艺参数,设备j.烃类裂解及裂解气分离a.烃类热裂解可能发生的反应,大致机理,工艺条件,设备类型b.裂解气净化分离流程k.烯烃为原料的化学品a.乙烯制备环氧乙烷方法,工艺条件,流程b.丙烯氨氧化制备丙烯腈发生的反应,工艺参数,催化剂类型l.芳烃为原料的化学品a.芳烃抽提方法(溶剂选择)b.乙苯制备发生反应,催化剂,工艺条件c.乙苯脱氢制苯乙烯发生的反应,催化剂,工艺条件d.苯与丙烯制备苯酚和丙酮反应步骤,催化剂m.绿色化学a.原子经济性定义b.环境因子定义c.绿色化学原则样题一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个过程属于对石油的一次加工:()A. 烃类热裂解;B. 催化重整;C. 催化裂化;D. 常压蒸馏和减压蒸馏。
化学工艺学期末复习资料刘彦军老师授课内容1、化学工艺概念答:即化学生产技术,系指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。
2、化学工艺学概念答:是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学,内容包括生产方法、原料、流程和设备。
3、现代化学工业的特点?答:请参阅朱薇整理复习资料第1页。
4、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?答:基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品中大约有90%来源于石油和天然气。
90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、乙炔、、萘和甲醇。
其中三烯主要由石油制取,三苯、奈和甲醇可由石油、天然气和煤制取。
所以说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源。
石油的综合利用:一次加工,通过常压和减压蒸馏获得燃料和相关化工产品;馏分油通过催化重整、催化裂化、催化加氢裂化以及烃类热裂解进行二次加工以获得各种化工原料和燃料产品。
天然气的综合利用:主要包括由天然气制氢气和合成氨,天然气经合成气路线的催化转化制燃料和化工产品,天然气直接催化转化成化工产品,天然气热裂解制化工产品、甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工产品,以及天然气中C2-C4烷烃的利用。
煤的综合利用:主要通过煤干馏、煤的气化和液化,以获得合成气、燃料以及其他化工原料及产品。
5、何谓化工生产工艺流程?答:将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。
工艺流程多彩用途是方法来表达,称为工艺流程图。
6、催化剂有哪些基本特征?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?答:(1)催化剂参与反应,但反应终了,催化剂本身未发生化学性质分数量的变化。
(2)催化剂只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平横。
(3)催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定额反应。
化学工艺学复习要点1、甲烷蒸汽转化(用的是镍催化剂)方程式:(转化尽可能在高温、高水碳比及低压下进行)2、防止析碳的措施:①适当的提高水蒸气的用量②选择适宜的催化剂并保持活性良好③控制含烃原料的预热温度不要太高。
3、空间速度(原料气空速、碳空速、理论氢空速):表示催化剂处理原料的能力。
(催化剂的活性高、反应速度快、空间速度可以大些)4、干法脱硫(分子筛、氧化锌、钴钼加氢),不适合脱大量的无机硫;湿法脱硫(化学、物理、化学-物理),既能脱有机硫,又能脱无机硫,但是脱硫不能再生或再生很困难。
5、CO变换的反应式:中变催化剂选择氧化铁为主体的催化剂,温度350-500;低变催化剂选择CuO,温度200-280。
6、二氧化碳的脱除,用苯菲尔法,主要的物质为碳酸钾,反应式略。
7、氨用溶液,在低温、加压下进行吸收;在高温、低压下进行解析。
8、生产尿素(含氮量最高的氮肥)的方程式,用氨过量对反应有利。
9、湿法磷酸中通常采用硫酸来分解磷铁矿,采用二水物的流程;硫铁矿的焙烧:采用沸腾焙烧炉。
10、普通过磷酸钙的分子式:11、炉气的干燥:用93%—95%浓度的硫酸。
12、二氧化碳的催化氧化要进行两次转化两次吸收的工艺,钒(以五氧化二钒为活性部分)为催化剂。
13、氨盐水的碳酸化的反应器是碳酸化塔;联合制碱法采用2次吸氨、1次加盐、1次碳酸化的方法。
14、硫铁矿焙烧速度怎样来提高:①提高焙烧温度②减小粒度,增加空气与颗粒的相对运动③提高入炉气的氧体积分数。
15、惰性气体的排放的压缩放在氢冷后的优缺点:能够进一步清除气体中夹带的密封油和二氧化碳等杂质,但是循环功耗大。
16、聚乙烯根据密度的不同:高密度、低密度、线性低密度。
聚乙烯的支链越多,密度越大,结晶度越大。
聚乙烯的共聚单体是烯烃,它的分子量的调节剂主要有:丙烷、丙烯、乙烷。
17、聚丙烯的分子调节剂是高纯度氢,分子量越小,熔融指数越小。
18、丙烯晴极冷塔的作用是中和氨和降低温度,防止自聚。
化学工艺学第一章绪论1、化学工业:运用化学工艺、化学工程及设备,通过各种化工单元操作,高效、节能、经济、环保与安全地将原料生产成化工产品得特定生产部门。
2、化学工艺即化工生产技术,就是指将各种原料主要经过化学反应转变为产品得方法与过程,包括实现这种转变得全部化学得与物理得措施。
3、化学工艺学就是根据化学、物理与其她科学得成就,研究综合利用各种原料生产化学产品得方法原理、操作条件、流程与设备,以创立技术先进、经济上合理、生产上安全得化工生产工艺得学科。
4、21世纪,化学工业得发展趋势?答:(1)产品结构精细化与功能化;(2)生产装置微型化与柔性化;(3)生产过程绿色化与高科技化;(4)市场经营国际化、信息化.5、绿色化工就就是用先进得化工技术与方法减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害得各种物质得一种技术手段。
6、化学工业得基础原料指可以用来加工生产化工基本原料或产品得在自然界天然存在得资源。
7、化工产品一般就是指由原料经化学反应、化工单元操作等加工方法生产出来得新物料(品).8、煤化工:以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体与固体燃料及化学品得工业。
9、煤得干馏:就是指在隔绝空气条件下将煤加热,使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯与焦炉气得过程。
10.一次加工方法主要包括一次加工与二次加工,一次加工方法主要包括常压蒸馏与减压蒸馏.11、蒸馏就是一种利用液体混合物中各组分挥发度得差别(沸点不同)进行分离得方法,就是一种没有化学反应得传质、传热物理过程,主要设备就是蒸馏塔。
12、常用得二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化与烃类热裂解四种.13、催化重整:就是在铂催化剂作用下加热汽油馏分(石脑油),使其中得烃类分子重新排列形成新分子得工艺过程。
14、催化重整得原料就是石脑油,以生产高辛烷值汽油为目得时一般采用80~180℃馏分。
15。
催化加氢裂化就是在催化剂及高氢压下加热重质油,使其发生一系列加氢与裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油与气体等产品得加工过程.16、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应与产品分离与精制三大步骤。
《化学工艺学》复习题第一章绪论1、化学工业(化学加工工业):指生产过程中化学方法占主导地位的制造工业。
2、化学工业按产品的物质组成可分为:有机化工(碳氢化合物及其衍生物)和无机化工(非碳氢化合物)两大类。
3、一般综合考虑产品的性质、用途和生产量,化学工艺分为如下几类:无机化学工业、基本有机化学工业、高分子化学工业、精细化学工业、生物化学工业。
4、化学工业按原料的性质和来源分:石油化工、煤化工、生物化工、矿产化工、海洋化工。
5、化学工艺:将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,其中包括实现这种转变的全部化学和物理的措施。
6、原油按其组成大体分为:石蜡基、中间基、环烷基三大类。
7、辛烷值:将异辛烷规定为100,正庚烷为0,两者以不同比例混合,制成标准汽油。
将待测汽油与标准汽油相比较,若两者在标准汽油机中炕爆性能相同,则待测汽油的辛烷值就是同测标准汽油中异辛烷的百分含量。
8、原油的常压蒸馏和减压蒸馏过程称为石油的一次加工,常减压蒸馏馏分油的进一步化学加工过程称为石油的二次加工。
9、石油的二次加工工艺主要包括:重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解这四种化学加工方法。
10、物料衡算和热量衡算的意义与用途:①进行方案比较,参数值确定的基本方法。
②化工设计的基础。
③通过衡算,找出生产的薄弱环节,工艺参数值是否合理,提出生产的方向,提供设计数据。
11、物料衡算的依据——质量守恒定律12、热量衡算的依据—热力学第一定律第二章合成气1、合成气的生产包括两个主要步骤:合成气的制取和净化。
2、合成气的制取(造气)即制备含H2 和CO 的气体。
3、合成气的净化即将原料气中的杂质如CO、CO2、S 等脱除到ppm级(10-6)。
4、合成气制备中,影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素有:水碳比、反应温度和反应压力。
5、合成气制备中,甲烷蒸汽转化在高温、高水碳比和低压下进行有利。
6、烃类蒸汽转化所使用的催化剂组成:NiO为最主要活性成份。
化学工艺学第一章 概论1.煤的干馏有几种形式?通过煤的干馏可得到哪些化工原料?煤的干馏分为高温干馏和低温干馏。
高温干馏得到焦炉煤气、粗苯、煤焦油、焦炭;低温干馏产生焦炉煤气、半焦、低温煤焦油。
2.石油的二次加工有哪几种过程?得到的产品各有什么特点?石油的二次加工(馏分油的化学加工,调整烃类的组成)有重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解。
催化重整是以611~C C 石脑油馏分为原料。
在加热和催化剂、氢气作用下,烃分子发生重排,转变为芳烃和异构烷烃的一种工艺过程。
它用来生产高辛烷值汽油和芳烃,同时副产氢气和液化气。
催化裂化是在热和催化剂作用 下裂解重质油,产生裂解气、汽油和柴油等轻质馏分。
是提高原有加工深度,生产高辛烷值汽油、柴油和液化气的一种重油轻质化工艺过程。
加氢裂化采用具有裂化和加氢两种作用的双功能催化剂,加入纯净氢气后,使重质油进行催化裂化和加氢反应,具有所用原料范围广及可以灵活调整产品品种、数量等优点。
烃类热裂解产物很多,工业上用此方法获得乙烯、丙烯等低级烯烃,同时副产丁二烯和苯、甲苯、二甲苯等芳烃。
第二章 合成气1.天然气为原料的合成氨厂转化工序采用二段转化的目的是什么? ①将一段转化炉中的甲烷继续转化;②加入空气提供合成氨反应需要的氮气;③燃烧部分转化气中的氢气为转化炉供热。
2.简述析碳的危害以及防止析碳的措施?①炭黑覆盖在催化剂表面,堵塞微孔,降低催化剂活性,转化率下降。
②影响传热,使局部反应区产生过热而缩短反应管使用寿命。
③使催化剂破碎而增大床层阻力,影响生产能力。
措施:调节蒸汽量和选择适宜的温度、压力可以避免析碳反应的发生。
3.简述甲烷转化催化剂的组成及作用。
主催化剂:i N O ,i N 是活性组分,使用前须还原。
助催化剂:g M O 、r 3C O 、23Al O 等。
改变催化剂的孔结构和催化剂的选择性,抑制催化剂在高温时的熔结。
载体:232Al O C aO K O 、、等。
耐高温。
4.脱硫的方法可分为哪几类?干法脱硫(活性炭法、氧化锌法和钴钼加氢转化法)湿法脱硫(ADA 法 氨水催化法)5.简述氧化锌脱硫的原理。
氧化锌是一种高效的接触反应型脱硫剂,能直接吸收2H S 和硫醇。
(适用于低含硫气体的精脱硫,不能再生)n 2n 2Z O +H S=Z S+H O n n Z O +R SH =Z S+R O H6.变换工序的任务是什么?(1)气体的净化(脱除CO )。
(2)有效气体氢气和二氧化碳的制备。
(3)大部分有机硫转换成无机硫(2H S )。
7.铁系催化剂的主要组成以及各组分的作用?变换催化剂(中高变催化剂)以三氧化二铁(80%-90%)为主体,是主活性组分,还原成34Fe O 后具有活性。
以氧化铬(7%-11)为主要添加物,可以使催化剂具有更细的微孔结构及较大的比表面,提 高催化剂的耐热性和机械强度,延长寿命,抑制析碳。
添加2K O ,助催化剂,提高催化剂的活性。
添加23M gO Al O ,提高耐热和耐硫性能。
8.列举5种脱碳的方法,并简述其中2种脱碳的工作原理?物理吸收法:水洗法、低温甲醇洗涤法、碳酸丙烯酯法;化学吸收法:氨水法、改良热钾碱法、氨基乙酸法。
碳酸丙烯酯法:物理吸收法是利用各气体在溶剂中溶解度的差别来进行分离的。
碳酸丙烯酯吸收二氧化碳的能力和压力成正比,特别适用在高压(常温)下吸收。
吸收二氧化碳后的溶液经减压解吸或鼓入空气可得到再生无需消耗能量。
改良热钾碱法:用碳酸钾水溶液吸收二氧化碳。
22323C O +K C O +H O =2K H C O 反成的碳酸氢钾在减压或受热时,又放出二氧化碳,重新生成碳酸钾,可循环使用。
本菲尔法:以乙醇胺为活化剂(加快2C O 的吸收和解吸速度),以五氧化二钒为缓蚀剂(降低溶液对设备的腐蚀)。
第三章 合成气衍生产品1.以天然气为原料,简述合成氨的主要步骤。
并分别以热力学和动力学角度阐述工业生产中合成氨反应的特点。
22N H 和(循环)↓ ↑制取原料气→净化→压缩→合成-----→分离↓液氨合成氨 2233H +N 2NH H该反应是放热、反应后的物质的量减少的可逆反应。
从平衡移动角度提高氨的产率:高压、低温是有利的,使用催化剂对平衡移动没有影响,减少平衡混合物中氨的浓度对反应也是有利的。
从增大氨的生成速率:提高压力和升高温度是有利的。
使用催化剂是有利于提高产物的生成速率。
增大氢气和氮气的浓度也是有利的综上:权衡利弊:氨合成反应存在着最适宜温度,为400℃~500℃。
压强为20MPa ~30Mpa 。
采用铁触媒催化剂。
使氨液化并及时分离出去,及时补充22N H 和。
第四章 无机大宗化学品1.以硫铁矿制硫酸的工艺流程包括哪几部分?主要设备包括哪些?①二氧化硫气体的制备:硫铁矿在高温下焙烧,生成二氧化硫气体。
②炉气的净化:除去炉气中的杂质和水分。
③二氧化硫的催化氧化:在催化剂作用下,将二氧化硫转化为三氧化硫。
④三氧化硫的吸收:用浓硫酸吸收三氧化硫,硫酸中水与三氧化硫反应即成不同规格产品硫酸。
主要设备:沸腾焙烧炉、除尘器、电除雾器、文丘里洗涤器、泡沫洗涤塔、多段换热式固定床反应器、吸收塔。
2. 二氧化硫炉气净化步骤与方法?①炉气除尘。
方法:机械除尘、电除尘、文丘里除尘。
②砷和硒清除。
方法:232As O ,SeO 常用水或稀硫酸洗涤炉气来清除。
③酸雾的清除。
方法:电除雾器。
④炉气的干燥。
方法:用吸收法以浓硫酸作吸收剂。
3. 二氧化硫的催化氧化工段使用的催化剂的组成?钒催化剂:活性组分:五氧化二钒;助催化剂:碱金属的硫酸盐;载体:硅胶、硅藻土、硅酸铝等。
4.侯氏制碱法的主要原料与主要产品是哪些?主要原料:食盐、2C O 、氨。
主要产品:纯碱、氯化铵。
5.索尔维制碱法的工艺流程包括哪几个部分?①石灰石的煅烧与石灰乳的制备。
煅烧石灰石制得二氧化碳和氧化钙,二氧化碳作为制取纯碱的原料,氧化钙与水反应生成石灰乳。
②盐氨水的制备。
制备饱和盐水并除去其中杂质,盐水吸氨制得氨盐水。
③氨盐水碳酸化。
氨盐水吸收二氧化碳,生成碳酸氢钠(重碱)结晶,用过滤法将重碱结晶从母液中分出。
④重碱煅烧制得纯碱成品和二氧化碳。
⑤母液中氨的蒸馏回收。
加入石灰乳使母液中的氯化铵转化为氢氧化铵,通过加热蒸馏回收氨。
6.简述氨碱法和联合制碱法异同点及优缺点。
氨碱法:以食盐、石灰石为原料,用氨作循环物质的制碱法。
优点:①原料易得,价格低廉。
②产品纯度高。
③连续生成,生成能力大。
④副产品氨 和二氧化碳可回收循环利用。
缺点:①氯化钠利用率低。
②煅烧、蒸氨,能耗高。
③产生大量废水,废水不易处理。
联合制碱法:以氨、二氧化碳,食盐为原料,分离出重碱的母液,不经蒸氨,直接析出氯 化铵作为产品。
优点:①原料利用率高。
②产品成本比氨碱法低,无须石灰石、焦炭,节约原料、能源、运输。
③工艺流程简单,不需蒸氨塔等笨重设备,节能。
④排污量小,无大量废液、废渣。
缺点:设备腐蚀高,生产强度低。
第五章 石油炼制1. 常减压蒸馏工艺过程中如何防腐?“一脱四注”。
脱:脱盐,电脱盐脱水;四注:注氨,中和盐酸和氯化氢;注缓蚀剂,防止金属杯腐蚀;注水,溶解油中盐;注碱,使盐→氯化钠。
2. 催化裂化的反应类型?裂化、氢转移、异构化、烷基化、环化、缩合。
(Page126)3. 催化裂化工艺的催化剂类型、组成、作用?(1)无定形硅酸铝催化剂。
人工合成的硅酸铝,主要成分是氧化硅和氧化铝。
具有较高的稳定性,硅酸铝的催化活性来源于其表面的酸性。
(2)结晶型硅酸盐催化剂(分子筛催化剂)。
是以223SiO Al O 和为主要成分的具有规则晶格结构的结晶硅铝盐。
由质子酸和非质子酸提供的酸性中心为沸石催化剂活性的主要来源。
它具有更高的选择性、活性、稳定性、抗毒能力、再生性能。
4.催化裂化工艺流程包括那几个部分?高低并列式催化裂化工艺流程,由三部分组成:1.反应-再生系统:原料油催化裂化、催化剂再生;2.分馏系统;3.吸收-稳定系统。
(2.3.合称为分离系统)第六章 烃类裂解及裂解气分离1. 裂解过程中的一次反应和二次反应的含义是什么?为什么要促进一次反应而抑制二次反应的发生?一次反应:原料烃经热裂解生成乙烯、丙烯等低级烯烃的反应。
二次反应:生成的低级烯烃进一步反应生成其他产物乃至焦炭的反应。
乙烯、丙烯等低级烯烃是工业生产中的目的产物,抑制二次反应,以确保最大程度地获得乙烯、丙烯等目的产物。
2.自由基反应机理中哪一步骤决定产物的组成?链增长(链增长反应中,自由基分解反应是生成烯烃的反应)3.裂解原料性质和评价的四个指标。
(1)族组成-PONA值。
①烷烃含量越大,芳烃越少,则乙烯产率越高;②支链烷烃比直链烷烃产生的丙烯较多乙烯较少;③环烷烃多的原料适合生产丁二烯;④含芳烃的原料不利制烯烃,易结焦。
(2)氢含量。
原料烃分子结构中氢的质量百分含量。
它可以衡量原料的可裂解性和生成乙烯的能力。
原料含氢量对裂解产物分布的影响规律,与PONA值的影响一致。
氢含量越高,越不容易生焦,裂解深度可越大,产气率及乙烯收率也越高。
(3)芳烃指数-BMCI值。
用来表征柴油等重质馏分中烃组分的结构特性。
烃类化合物的芳香性愈强,则BMCI值愈大,乙烯收率低,结焦的倾向性愈大。
(4)特性因素。
反映原油及馏分油的化学组成特性的一种因素,用表示。
反映了烃的氢饱和程度。
K值以烷烃最高,环烷烃次之,芳烃最低。
原料烃的K值越大则乙烯产率越高。
乙烯和丙烯总体收率大体上随裂解原料K值的增大而增加。
4.裂解温度对裂解反应结果的影响。
温度对裂解产物的分布分为两个方面。
1.影响一次反应的产物分布。
在一定温度内,提高裂解温度有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率。
2.一次反应对二次反应的竞争。
从热力学角度:烃裂解反应——吸热反应,需高温进行。
T↑,利于乙烯、丙烯的生成;也有利于生成碳的副反应进行,即二次反应占优势。
动力学:高温时,一次反应速率远远快于二次反应速率,要提高乙烯收率,应在高温下进行裂解反应。
T↑,减少焦的相对量,但是一次和二次反应的绝对速率是增大的,焦的绝对量是增加的。
因此,应该选择一个最适宜的裂解温度,发挥一次反应在动力学上的优势,而克服二次反应在热力学上的优势,既可提高转化率又可得到较高的乙烯收率。
5.反应压力对裂解结果的影响。
压力对平衡转化率的影响:一次反应有断链反应,不可逆,改变压力对平衡转化率影响不大;脱氢反应,是可逆反应,降低压力有利反应。
一次反应是分子数增加的反应,降低压力有利于提高转化率。
二次反应(聚合、脱氢缩合、结焦),分子数减小的反应,降低压力不利于平衡向产物方向移动,抑制二次反应发生。
从热力学角度分析:P↓,利于一次反应,不利于二次反应。
压力对反应速率的影响:一次反应是一级反应,二次反应为多级反应。