化工工艺基础第三章
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第一章 合成氨1.合成氨的主要生产工序,各工序的作用和任务?答:1.原料气制备,制备含有氢、氮的原料气。
用煤、原油或天然气作原料,制备含氮、氢气的原料气。
2.净化,因为无论用何种方法造气,原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质,必须采取适当的方法除去这些杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
3.压缩和合成,将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在铁催化剂的作用下合成氨。
2.写出烃类蒸汽转化的主要反应。
CH 4+H 2O(g)=CO+3H 2,CH 4=2 H 2+C3.简述常用脱硫方法及技术特点以及适用流程。
答:干法脱硫(氧化锌法脱硫;钴钼加氢脱硫法)是用固体吸收剂吸收原料气体中的硫化物一般只有当原料气中硫化氢质量浓度不高标准状态下在3-5g/m 3才适用。
特点:能脱除有机硫和无机硫而且可以把脱得很精细,但脱硫剂不能再生而且设备庞大占地多,不适用于脱除大量无机硫,只有天然气、油田气等含硫低时才使用;湿法脱硫(化学吸收法,物理吸收法,化学-物理综合吸收法)特点:脱硫剂是便于运输的液体物料,脱硫剂是可以再生并且能回收的硫磺,适用于脱除大量无机硫。
4.改良ADA 法脱硫的主要化学反应和脱硫原理是什么?ADA 法脱硫主要化学反应及脱硫原理:在脱硫塔中用PH 为8.5--9.2的稀碱溶液吸收硫化氢并生成硫化氢物: 液相中的硫化氢物进一步与偏钒酸钠反应,生成还原性焦性偏钒酸钠盐并析出无素硫 还原性焦性偏钒酸钠盐接着与氧化态ADA 反应,生成还原态的ADA 和偏钒酸盐 还原态的ADA 被空气中的氧气氧化成氧化态的ADA ,其后溶液循环使用 4.少量 CO 的脱除方法有哪些?答:铜氨液洗涤法、甲烷化法、液氮洗涤法。
5.以天然气为原料生产合成气过程有哪些主要反应?答:主反应:CO+H 2O(g)=H 2+CO 2 ,CH 4+H 2O(g)=CO+3H 2副反应:CH 4=2 H 2+C ,2CO=C+CO 2,CO+H 2=H 2O+C6.简述一段转化炉的炉型结构。
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。