无机化工工艺学

无机化工工艺学1、传统蒸汽转化法制得的粗原料气应满足下述要求：1：残余甲烷含量的体积分数一般不超过0.5%。

2：（H2+CO）/N2（摩尔比）在2.8~3.12、烃类蒸汽转化过程的析炭的不利：炭黑生成会堵塞反应管道，增大压降，使局部区域高温损坏催化剂，增大反映阻力。

3、防止炭黑生成的条件：a.水碳比大于理论水碳比b.选择合适催化剂并保持活性，避免进入动力学析炭区c.选择合适操作条件d. 通过观察管壁颜色检查转化管内是否有炭沉积4、消除炭黑的方法：a.析炭较轻：降压、减量、提高水碳比b.析炭较重：蒸汽除炭（12-24h）5、二段转化反应的目的：a.将一段转化气中的甲烷进一步转化b.加入空气提供N2，燃烧部分H2实现内部给热6、催化剂还原：工业上常用天然气与蒸汽混合气进行还原，开始还原的温度一般为250~300℃7、平衡温距：一、二段转化炉实际出口温度都比出口气体组成相对应的平衡温度高，这两个温度之差称之为“接近平衡温度差”或简称为“平衡温距”。

即⊿T=T-Tｐ式中T—实际出口温度；Tｐ—与出口气体组成相对应的平衡温度。

8、煤在气化炉中进行的气化过程包括：干燥、热解，以及由热解生成的炭与气化剂反应三个阶段。

9、煤气化的工业方法：其供热方式可以采用以下几种方法：①蓄热法②富氧空气气化法③外热法10、气化炉的床层类型按物料流动的床层分类计有固定床、流化床及气流床三种。

11、制取半水煤气需要满足的工艺条件：1、（CO+H2 ）与N2的比例为3.1～3.2. 2、以空气为气化剂时，得含N2的吹风气，以水蒸气为气化剂时，得到含H2的水煤气。

12、气化炉燃料层分为以下几个区域：①干燥区②干馏区③气化区④灰渣区13、间歇式制半水煤气的工作循环，每个循环分为下列五个阶段：①吹风阶段②蒸汽一次上吹③蒸汽下吹④蒸汽二次上吹⑤空气吹净14、制半水煤气的工艺条件：三高一短：高炉温、高风量、高炭层、短循环。

15、耐硫变换催化剂组成：通常是将活性组分Co—Mo,Ni—Mo等负载在载体上组成，载体多为Al2O3 ，Al2O3＋Re2O3(Re代表稀土元素）。

第二章、固体燃料气化1、最近十多年我国合成氨原料构成是以煤、焦炭为主。

2、煤化过程的第一阶段，首先是形成年轻的泥炭，继后逐次形成褐煤、次烟煤、烟煤、最终形成无烟煤和天然石墨。

3、煤气的分类：（1）空气煤气以空气作为气化剂所制得的煤气，可作为合成氨原料气中氮的来源。

（2）水煤气以水蒸气作气化剂所制得的煤气。

其中氢气和一氧化碳的含量在85%以上。

主要作为合成氨原料气中氢气的来源。

（3）混合煤气以空气和适量水蒸气的混合物作气化剂所制得的煤气。

主要用作工业气体燃料。

半水煤气分别以空气和水蒸气作气化剂，然后将分别制得的空气煤气和水煤气按混合后气体中（H2+CO）与N2的摩尔比为3.1-3.2的比例进行掺配。

4、5、煤在汽化炉中进行的气化过程包括：干燥、热解以及由热解生成的碳与气化剂反应阶段。

一）、煤的干燥：煤中水分包括三类：1、吸附在煤表面的外表水，叫游离水；2、吸附于煤结构体毛细孔中的吸附水3、煤中含氧基团-OH和-COOH相连的水，叫化学键态水。

其中1和2中的水在温度高于100℃，即可缓慢的释出（此过程为蒸发）。

3中的键态水在150-300℃时，开始分解，放出CO2和CO。

二）煤加热分解：三）、气化反应的化学平衡：1、以空气或富氧空气为气化剂时，碳与氧之间的反应为：C+O2= CO2；C+1/2O2=CO；C+CO2=2CO；CO+1/2O2=CO26、O2全部与C反应生成CO2，CO2的平衡转化率为α，总压为P；空气中N2∕O2的摩尔比为79∕21=3.76计算基准取1molO2。

C + CO2 = 2CO平衡时：1-ɑ2ɑ气相总量=1-ɑ+2ɑ+3.76=4.76-ɑmol由此求得各组分分压将分别代入平衡常数式中整理得：7、以水蒸汽作气化剂时碳与水蒸汽的反应为：C+H2O(g)=CO+H2 ，C+2H2O(g)=CO2+2H2 CO +H2O(g)=CO2+2H2 C +2H2=CH48、制取半水煤气的工业方法，按其供热方式可分为：①蓄热法也称间歇式制气法。

无机化工工艺学第三版《无机化工工艺学》是一本介绍无机化工工艺的教材，这是第三版的版本。

本书内容丰富全面，涵盖了无机化工工艺学的基本理论、技术应用和相关工程实践。

下面将简要介绍本书的主要内容和意义。

首先，本书的第一章到第四章主要介绍了无机化工工艺学的基本概念、基本原理和基本过程。

包括无机化工的定义、分类和特点，以及无机化工工艺的基本原理、传热传质过程、相变过程和反应动力学等内容。

这些章节对于初学者来说是很重要的，它们可以帮助初学者理解无机化工工艺学的基本理论和方法。

其次，本书的第五章到第九章介绍了无机化工工艺学的主要技术应用和相关工程实践。

其中包括无机化工反应器的设计与操作、燃烧和氧化过程、干燥和结晶过程、分离和纯化过程、以及催化剂和吸附剂的应用等。

这些章节详细讲解了各种无机化工工艺的原理、设备和操作方法，对于实际工程中的无机化工工艺设计和操作具有重要意义。

此外，本书还介绍了一些无机化工工艺学的前沿技术和研究方向。

比如，杂质的控制与去除、废水处理和固体废弃物的处理等。

这些内容反映了无机化工领域的最新研究进展和工程实践，并提供了一些解决实际问题的方法和思路。

《无机化工工艺学》第三版的出版对于无机化工工程专业的学生和从事无机化工工程研究和实践的工程技术人员都具有重要意义。

通过学习本书，可以帮助学生掌握无机化工工艺学的基本理论和技术方法，培养工程实践能力。

对于工程技术人员来说，本书可以帮助他们理解新技术和新方法的原理，并提供实际操作和问题解决的参考。

综上所述，《无机化工工艺学》第三版是一本内容丰富、全面详细的教材，对于无机化工工程学科的学术研究和实际工程应用都具有重要意义。

希望通过学习本书，读者能够更好地理解无机化工的基本理论和技术方法，并在实际工程中能够灵活运用。

一、选择题1、合成氨原料气中的氮气来源于（C）。

A、气态烃B、水蒸气C、空气D、氮的化合物2、生产合成氨的原料气是（D ）。

A、空气煤气B、水煤气C、混合煤气D、半水煤气3、合成氨生产要求半水煤气的成分中(H2+CO)/N2的摩尔比为（C ）。

A、1.43～1.48B、2.5～2.9C、3.1～3.2D、3.2～3.84、固体燃料气化是指用气化剂对燃料进行热加工，生产（C）的过程。

A、一氧化碳B、二氧化碳C、煤气D、氮气5、制气阶段，碳与蒸汽的反应为吸热反应，则温度对化学平衡的影响是（B ）A、提高温度，平衡向左移动B、提高温度，平衡向右移动C、降低温度，平衡向右移动D、无影响6、一氧化碳高温变换铁铬系催化剂还原前的主要成分是（），其活性成分是（C ）。

A、FeCl3Fe2O3B、FeO Fe2O3C、Fe2O3Fe3O4D、Fe3O4Fe2O37、一氧化碳低温变换铜锌系催化剂的主要成分是（），其活性成分是（B ）。

A、Cu2O CuB、CuO CuC、Cu(OH)2CuOD、CuCO3Cu(Ac)28、最适宜温度存在的原因是由于可逆放热反应的速度常数K i与平衡常数K p随温度的升高，（A）。

A、K i增大，K p减小；B、K i减小，K p增大；C、K i不变，K p增大；D、K i不变，K p减小9、蒽醌二磺酸钠法简称（A ）。

A、ADA法；B、Stretford法；C、PDS法；D、NHD法10、能脱除“非反应性硫”噻吩的脱硫方法是（D）A、活性炭法B、氧化铁法C、氧化锌法D、钴钼加氢脱硫法11、采用以DEA为活化剂的热碳酸钾法脱除二氧化碳，需加入缓蚀剂（A ）使设备不受腐蚀。

A、NaVO3B、ACT1 C、KHCO3D、MDEA12、铜氨液中高价铜离子具有（B ）的作用。

A、吸收一氧化碳B、稳定低价铜离子C、稳定游离氨D、稳定醋酸根离子13、铜液再生时，利用一氧化碳的（A ）作用来提高铜比。

无机化工工艺学复习 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】•1生产硫酸的原料有硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。

硫磺、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

•硫铁矿曾是中国硫酸工业的主要原料，目前硫磺用量最多，也使用冶炼废气和硫磺生产硫酸。

•大部分原料需先制成含二氧化硫的原料气，才能进一步制造硫酸。

• 2.硫酸生产分为原料处理、焙烧、净化、干吸、转化、尾气回收几个阶段，各工序作用如下：•⑴原料工序：•负责硫铁矿的过筛、配料与输送；•⑵焙烧工序：•对硫铁矿进行沸腾焙烧，制取二氧化硫气体；•⑶净化工序：•通过离心除尘、水洗与电除雾对炉气进行净化；•⑷干吸工序：利用浓度为93％的浓硫酸对净化后的炉气进行干燥；同时利用浓度为98％对转化后气体中的三氧化硫进行吸收；干燥酸在使用过程中浓度会降低，而吸收酸在使用过程中浓度会升高。

因此在生产过程中，两种酸之间要进行串酸操作。

•⑸转化工序：干燥后的炉气在催化剂作用下，SO2经过催化氧化为SO3。

•⑹硫酸储存工序：储存产品。

•(7)尾气回收•3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点优点：①转化反应速度快，最终转化率高；②能处理SO2含量较高的气体；③能减轻尾气的危害。

缺点：①热量损失大；②阻力大，能耗增加；③流程长，操作复杂能量消耗大。

4.简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。

优点：原料便宜；生产过程中氨能循环使用，损失少；能实现大规模连续生产；易实现机械化和自动化；产品质量高。

缺点：原料利用率低；废液废渣污染严重，不便在内陆建厂；母液中含有大量的NH4Cl，需加入石灰乳才能使之分解，并通过蒸馏回收氨，设置蒸氨塔消耗大量蒸汽和石灰；流程长，设备庞大，能量消耗大。

《化工工艺学》课程教学规范课程编号：适用专业：化工工艺（无机）本科课程性质：专业课学时数：72/56学时学分：4.5/3.5学分执笔人：翁贤芬编写日期：2006年3月6日审核人：崔益顺审核日期：2006年3月6日第一部分教学基本要求一、课程意义本课程是化工工艺专业（无机方向）的必修课，是一门将已学的基础理论与生产过程实际相结合的专业课。

化工生产工艺的重点不在说明单一设备和单一过程的局部，而主要说明工艺过程的总体，即说明由生产目的所组合的原料前处理、反应、传热、传质、分离、产品后处理等过程的总和。

工艺课的教学是将已学过的基础理论与生产过程实际相结合的过程，是阐明如何按照生产的要求，经济合理地组织生产工艺的过程。

二、课程主要内容与目的无机化工工艺学的内容包括较广，本课包含基本无机化工过程，包括《合成氨》、《化学肥料》、《制碱工艺》、《制酸工艺》四部分内容。

无机工艺学的主要内容是：（1）从生产过程基本原理出发，按照生产目的的要求，合理组织各设备（包括原料处理、反应、传质、分离等设备）构成生产流程；（2）按照工艺主要过程（例如反应和分离过程，吸收与再生等）的热力学和动力学特性，结合经济分析的观点。

论证合适的工艺生产条件；（3）从量的角度来分析工艺系统，即从物料平衡和热量（或能量）平衡来分析工艺过程，例如，分析原料的消耗、能量的消耗、蒸汽平衡、冷量平衡、水平衡、氨与二氧化碳的平衡等；以经济分析的观点，对原料路线、工艺加工方法、产品形式以及工序之间的相互影响进行合适的评价。

与以前所学的物理化学、化工原理、反应工程、分离工程等课程不同，本课程是着眼于生产过程的总体及其相互联系，而不是单纯过程和设备在原理上的精心分析。

当然，对于影响到全局生产的关键过程和设备仍然需要进行深入分析，但是这些都是在确保总体生产经济合理下进行的，而不是单纯的理论上的分析。

由于合成氨是技术要求很高的工业部门之一，合成氨工艺是典型的化工生产工艺之一，因此该部分作为本课程重点讲述内容。

合成氨作业1、内表面利用率：固体内孔隙中深度大于宽度的裂缝，孔和空腔内壁的面与反应介质相接触的面积。

1、少量CO最终化法：甲烷化法、深冷分离法、铜氨液吸收法。

1、富液：在吸收塔的吸收操作中，易溶组分在塔内被吸收剂吸收后，于塔底流出的溶液（其中包含有被吸收组分）。

贫液：洗涤滤饼所得到的极少或没有回收价值的液体(溶液)。

2、闪点：在规定条件下，加热式样，当式样达到某温度时，式样的蒸汽和周围空气的混合气，一点与火焰接触，即发生闪燃现象，发生闪燃时试样的最低温度称为闪点。

3、氨净值：氨合成塔出口气相中氨含量与进口气相中氨含量的差值。

4、最佳温度：对一定类型的催化剂和一定气体组成而言，必将出现最大的反应速度值，与其对应的T。

5、为什么不能按最佳温度线操作？答：①在反应前期，因距平衡尚远，即使离开最佳温度线，仍有较高反应速率。

②随着反应的进行，温度应逐渐降低，故需要从催化剂床层中不断移去热量，因此，变换各段温度是综合各方面因素而确定的：A、高温变换：a、应在催化剂活性温度范围内操作，反应开始温度应高于催化剂起始活性温度20左右。

b、对着催化剂使用年限的增长，由于中毒、老化等原因，催化剂活性降低，操作温度应适当提高。

c、为了尽可能接近最佳温度线进行反应，可才用分段冷却；冷却方法：间接换热式（用原料气或饱和蒸汽间接换热），直接冷激式（用原料气、水蒸汽或冷凝水直接加入反应系统进行降温）B、低温变换：由于温升小，催化剂不必分段；注意根据气相中水蒸汽含量，确定低变过程的温度下线。

6、煤气有哪几种？各有什么特点？答：①空气煤气，以空气为气化剂所制的的没气。

按体积分数计，其中约含50%N2，一定量的CO及少量的CO2和H2。

属于一种低热值煤气可作工业燃料气用，也可作合成氨原料气中N的来源。

②水煤气，以水蒸汽作为气化剂所制的的煤气。

按体积分数计，其中H2和CO的含量约在85%以上，含N量低，热值高，主要作为合成氨原料气中H2来源。