合工大化工工艺学复习资料
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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根底的一门工程学科,研究化学工业中具有共同特点的物理与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、化学根本原理指导下,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,对某一化工过程进展工艺学研究,要完成:(1)根据资源、投资能力、国际关系、地域等条件选择适宜原料;(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,确定原那么流程,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,提出工艺实施方案与工程控制指标;(5)工艺评价或称工艺分析。
4、化学工业分类:根底无机化工、根底有机化工、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、产品的多样性与复杂性。
6、大宗产品即通用化学品,其特点是通过对已有工艺进展优化、开发新工艺等不断降低生产本钱,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)以某种工艺进展综合利用;(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)改良工艺,防止产生污染。
8、工艺过程指标(1)传统指标转化率、收率、选择率(反响工程已学)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、正常组织生产所能到达的生产能力;(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响的原子经济性。
(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》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。
1、基本有机化学工业的任务是什么?指生产有机小分子化合物的工业部门。
进行的主要反应有裂解、氧化还原、加氢-脱氢、水解-水合和羰基化等。
产品有低级烯烃、醇、酸、脂和芳烃等2、天然气中的甲烷化工利用主要有哪三条途径?●经转化先制成合成气,或含氢很高的合成氨原料气,然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化学品;●经部分氧化制乙炔;●直接制造化工产品,如制造炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛。
3、催化裂化条件下,主要发生的化学反应?●烷烃的的裂解,产物以C3、C4和中等大小的分子居多●异构化、芳构化、环烷化,使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多;●氢转移反应(即烯烃还原成饱和烃),使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少●聚合、缩合反应4、催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类?六环环烷烃的脱氢;五元环烷烃异构化再脱氢;烷烃环化再脱氢;烷烃异构化;加氢裂化5、加氢裂化过程发生的主要反应有哪些?加氢裂化是催化裂化技术的改进,在临氢条件下进行催化裂化,可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应,避免焦炭的生成。
主要反应有加氢精制、加氢裂化。
加氢精制,以除去原料中的硫、氮、氧等杂质,和二烯烃,以改善加氢裂化所得的油料的质量;加氢裂化,在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应,最大限度的生产汽油和中间馏分油6、基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些?焦化-气化-液化;热解-气化-发电;气化-合成-燃料;液化-燃料-气化;液化-加氢气化7、什么叫烃类热裂解法?烃类热裂解:轻质烃类在高温(850°C)下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。
8、烷烃热裂解的一次反应主要有哪些?脱氢反应:R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2断链反应:R-CH2-CH2-R’R-CH2=CH2+R’H9简述在烷烃热裂解中,烷烃脱氢和断链难易的规律?●同碳原子数的烷烃,C-H键能大于C-C键能,固断链比脱氢容易●烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低●脱氢难易与烷烃的分子结构有关,叔氢最易脱去,仲氢次之●带支链的C-H键或C-C键,较直链的键能小●低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂比在分子链中央断裂容易,较大分子量的烷烃反之。
《化工工艺学》复习题初步整理1 绪论1.掌握以下概念化学工业:又称化学加工工业,泛指生产过程中化学方法占主要地位的制造业。
化学工艺学:即化工生产技术,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.化学工程学:化学工程学主要研究:化学工业和其它过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律,它的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是放大中的效应。
2.现代化学工业特点。
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,以及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.化学工业发展方向。
1。
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;2。
最充分、最彻底地利用原料;3.大力发展绿色化工;4.化工过程要高效、节能和智能化;5.实施废弃物的再生利用工程。
4.化学工业的原料资源自然资源:矿物、生物、空气和水。
矿物资源:金属矿、非金属矿、化石燃料矿生物资源:农、林、牧、副、鱼的植物体和动物体另外:再生资源(废物利用)化学工业主要产品无机化工产品:酸、碱、盐基本有机化工产品:乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘、合成气等。
高分子化工产品:塑料、合成橡胶、合成纤维、橡胶制品、涂料和胶粘剂等.精细化工产品:涂料、表面活性剂、粘合剂、催化剂、食品添加剂等.生物化工产品:甘油、柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸、各种氧基酸、酶制剂、核酸、生物农药、饲料蛋白抗生素、维生素、甾体激素、疫苗等。
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?答:⑴基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有90℅来源于石油和天然气,有机化工产品的上游原料之一:三烯主要由石油制取;⑵天然气的热值高、污染少、是一种清洁能源,同时又是石油化工的重要原料资源;⑶从煤中可以得到多种芳香族化合物,是精细有机合成的主要原料,煤的综合利用可为能源化工和冶金提供有价值的原料.他们的综合利用途径有哪些?⑴石油:①一次加工:常压蒸馏、减压蒸馏②二次加工:催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解、烷基化、异构化、焦化等。
《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)。
化工工艺学复习题及答案一、选择题1. 化工工艺中,下列哪种反应器适用于快速反应?A. 连续搅拌釜式反应器B. 管式反应器C. 间歇操作反应器D. 固定床反应器答案:B2. 在化工生产中,哪种类型的分离过程不需要相变?A. 蒸馏B. 蒸发C. 萃取D. 过滤答案:D3. 化工工艺中,下列哪种催化剂是固体催化剂?A. 酸催化剂B. 金属催化剂C. 酶催化剂D. 所有以上答案:D二、填空题1. 化工工艺中,_______是指在特定条件下,反应物之间发生化学反应生成新物质的过程。
答案:化学反应2. 化工生产中,_______是指通过物理方法将混合物中的组分分离的过程。
答案:物理分离3. 在化工工艺中,_______是指在反应过程中,反应物和产物的浓度或温度保持不变的过程。
答案:稳态操作三、简答题1. 简述化工工艺中反应器设计的重要性。
答案:反应器设计在化工工艺中至关重要,因为它直接影响到反应的效率、选择性和安全性。
合理的反应器设计可以优化反应条件,提高产物的产率和纯度,同时降低能耗和成本,确保生产过程的稳定性和安全性。
2. 描述化工工艺中常见的几种分离技术及其应用。
答案:化工工艺中常见的分离技术包括蒸馏、萃取、结晶、过滤和干燥等。
蒸馏主要用于分离沸点不同的液体混合物;萃取利用溶剂对不同物质的溶解度差异来分离混合物;结晶通过降低温度或蒸发溶剂使溶质结晶分离;过滤用于固液分离;干燥则是去除物料中的水分或其他溶剂。
四、计算题1. 某化工过程中,反应物A和B在反应器中以1:1的摩尔比进行反应生成产物C。
若反应物A的初始浓度为2 mol/L,反应物B的初始浓度为2 mol/L,反应进行到50%时,求产物C的浓度。
答案:产物C的浓度为1 mol/L。
2. 在一个连续操作的化工过程中,原料以恒定速率进入反应器,产物以相同的速率离开。
如果原料的进入速率为10 kg/h,反应器的体积为100 L,求反应器中原料的平均停留时间。
《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。
化⼯⼯艺学_习题考试复习第⼀章绪论1、化⼯⼯艺学:研究由化⼯原料到化⼯产品的转化⼯艺,系指原料物质经过化学反应转变为产品的⽅法和过程,包括实现这种转化的全部化学和物理的措施。
2、化⼯⼯艺学是研究内容:由化⼯原料加⼯成化⼯产品的⽣产过程的⽣产⽅法、原理、流程和设备。
3、化⼯⼯艺学的研究⽬的:是创⽴技术先进、经济合理、⽣产安全、环境⽆害的⽣产过程。
4、化⼯⽣产过程:原料预处理、化学反应、产品分离及精制和产品包装与储运四⼤步骤6、“三烯三苯⼀炔⼀萘”:⼄烯、丙烯、丁⼆烯、苯、甲苯、⼆甲苯以及⼄炔和萘。
7、绿⾊化学⽬标为任何⼀个化学的活动,包括使⽤的化学原料、化学和化⼯过程、以及最终的产品,对⼈类的健康和环境都应该是友好的。
第⼆章化⼯原料1、化学⼯业的主要原料:包括煤、⽯油、天然⽓和农副产品等。
2、煤的化⼯利⽤途径主要有煤⼲馏、煤⽓化、煤液化、煤制电⽯。
3、煤的⼲馏是煤在隔绝空⽓条件下,加热分解形成⽓态(煤⽓)、液态(焦油)和固态(半焦或焦炭)产物过程(炼焦、焦化)4、煤的⽓化以煤、焦炭(半焦)为原料,以⽔蒸汽、氧⽓或空⽓为⽓化剂,在⾼温(900~1300℃)条件下,转化成主要含有氢⽓和⼀氧化碳的过程。
5、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:催化重整、催化裂化、加氢裂化和烃类热裂解等。
6、原油预处理:⽅法:⽤加破乳剂和⾼压电场联合作⽤的脱⽔脱盐——电脱盐脱⽔。
罐注⽔⽬的:溶解原油中结晶盐、减弱乳化剂作⽤、利于⽔滴聚集。
原理:破乳剂和⾼压电场作⽤下破乳化,使⽔凝聚沉降分离。
为什么原油要进⾏预处理:含盐、含⽔来源;含⽔——增加燃料消耗和冷却⽔消耗;含盐、----在炉管、换热器管形成盐垢,堵塞管路;设备腐蚀7、原油常减压蒸馏主要设备:常压塔,蒸馏塔。
原因:其中350℃以上的⾼沸点馏分,在⾼温(>400℃)会发⽣分解和缩合反应,产⽣焦炭,导致管路堵塞. 现代技术通过减压蒸馏可从常压重油中拔出低于550℃的馏分。
1.化学工艺学的研究目的是创立技术先进、经济上合理、生产安全、环境无害的生产过程。
2化工工艺学涉及内容涉及的内容是相同的.一般包括原料的选择和預处理/生产方迭的选择及方法原理丿设备(反应器和其它)的选择、结构和操作;催化剂的选择和使舟;操作条件的影响和选定;流程组织;生产控制;产品规格和甜产物的分离与利用;能量的回收和利用:对不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题.3化学工艺学与化学工程学分工化学工艺学与化学工程学(chemical engineering)都是化学工业的基础科学。
化学工艺是以过程为研究目的.重点解决整个生产过程(流程)的组织.优化,将各单项化学工程技术在以产品为目标的前提下集成・解决各单元间的匹配、链接;在确保产品质量条件下,实现全系统的能屋、物料及安全污染诸因素的垠优化•化学工艺学是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过程中,以化工产品为目标的过程技术。
化学工程学主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律,它的一个垂要任务败是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是放大中的效应4化工装置规模增大,为什么能使成本降低装置规模增大,其单位容积单位时间的产出率随之显著增大,而且设备增大并不需要增加太多的投资,更不需要增加生产人员和管理人员。
2-1为什么说石油、天然代和煤超現代化学工业的靈要原料资澹?它们的综合利用途径有哪些?化石燃料包括煤.石油、天然气、油页岩和油砂等•他们主要由碳和氢元素组成。
他们是最重要的能源,也是最重要的化工原料,目前世界上8础左右的能源与化学工业均建立在石油、天然气和煤炭资源的基础上。
2・3何谓化工生产工艺流程?举例说明工艺流程是如何组织的.将原料转变成化工产品的工艺流程成为化匸生产I:艺流程。
2-4.何谓循环式工艺流程?它有什么优缺点?未反应的反应物从产物中分离出來.再返回反应器。
优点:能显著提高原料利用率•减少系统排放址.降低了能源消耗,减少了对环境的污染。
缺点:循环需要使用泵,利用较多能址,惰性物料也参与循环,影响反应速率。
2・5何询转化率?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?转化率抬某一反应物参加反应而转化的数址占该反应物起始的分率或百分率。
选择性是描体系中转化成目的产物的某反应物址与参加所有反应而转化的该反应物总址之比。
因为尽管有的反应休系原料转化率很高,但大多数转变为副产物.目的产物很少,总味着许多原料浪费了。
所以需要用选择性这个抬标來评价反应过程的效率。
5、无机化学矿产量最大的两个产品分别是什么?如何加工利用?磷矿和硫铁矿是产址最大的两个产品。
Ca5F(PO4 )3 H-5H2SO4 +5H H2O—3H3PO4+5CaSO4• nH2O+HF2Ca 5F (S04) 3+ 7H 2S04 + 7H 20=3Ca (H 2PO 4)FeS 2 +O2 —> Fe 2 O 3 +SO2 SO2 十 0・ 502 —> S03 SO3 + H2O ―> H 2SO 46、石油的蒸憎与一般精憎相比,有哪些特点?A 、根据一定沸程收集係出物,不是分离出纯组分从塔的不同髙度出料C 、石油的加热在塔外的加热炉中进行7、简述化工生产过程的三大步骤。
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。
原料预处理 主要目的是使初始原料达到反应所需要的状态和规格。
化学反应通过该步骤完成由原料到产物的转变,是化工生产过程的核心。
产品的分离和精制 目的是获取符合规格的产品,并回收、利用副产物。
&画出化工工艺过程的洋葱模型示意图 9、化工生产中不同温位的热能应如何回收?高温位的热能,例如7oor 以上离温反应后的工艺气.应先引入废热锅炉.利用高温热能产生高压蒸汽.可作为动力能源 驱动发电机、压缩机、泵等。
降温后的工艺气可进入热交换器加热其他物料,然后进 入温度较低的后处理单元;中等温位的热能多通过热交换器来加以利用,还可以通过 热泵或吸收式制冷机来利用热fih 低温位的热能可用于锅炉给水的预热、蒸懈塔的再 沸器加热等。
10、何谓生产能力、生产强度?生产能力 系指一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品Sb 或 在单位时间内处理的原料量。
生产强度 为设备单位特征几何址的生产能力。
即设备的单位体积的生产能力. 或单位面积的生产能力。
焙烧反应氧化反应吸收反应 純铁矿一「粉碎|f 丽炉焙烧]f (so :催化氧化|f |SO3吸收I11、对于可逆放热反应,净反应速率随温度变化的规律如何?对于可逆放热反应,速率随温度变化(霁)C>°'(等)c = °'(薛)c<°温度较低时,速率随温度升高而增髙,到某一值后,净反应速率开始随温度升髙而下降。
3-7 Lummus公司的SRT型裂解炉由I型发展到W型,它的主要改进是什么?采取的措施是什么?遵循的原则是什么?你大胆的设想下一步将怎么改?提髙裂解温度并缩短停留时间:改进辐射盘管金属材质:b、改进辐射盘管的结构裂解气出口的急冷操作目的是什么?可采取的方法有几种,你认为哪种好,为什么?若设计一个间接总冷换热器其关犍指标是什么?如何评价一个急冷换热器的优劣?裂解炉出口气体的髙温裂解气在岀口高温条件下将继续进行裂解反应,为此需要通过急冷以终止其裂解反应。
急冷分为间接急冷和直接急冷O直接急冷设备费少,操作简单,系统阻力小。
由于是冷却介质直接与裂解气接触,传热效果较好。
但形成大量含油污水,油水分离困难.且难以利用回收的热量。
而间接急冷对能就利用较合理,可回收裂解气被急冷时所释放的热最・经济性较好.且无污水产生•故工业上多用间接急冷。
3-9裂解气进行预分离的目的和任务是什么?裂解气中要严格控制的杂质有哪些?这些杂质存在的害处?用什么方法除掉这些杂质.这些处理方法的原理是什么?杂质:比S, CO" H:0> CA,CO3H0压缩气的压绵为什么采用多级压缩,聽定段数的依据是什么?采用多级压缩原因:a.右约压缩功耗;b.降低出口温度:c、减少分离净化负荷段数确迄依据:a、压力采用3. 6MPa左右:b、'A】'12、正构烷婭热裂解过程的主要反应通式脱氢反应是C——H键断裂的反应,生成碳原子数相同的烯炷和氢C”H2”+2—C”H2” + H2 断链反应是C——C 键断裂的反应,反应产物是碳原子数较少的烷坯和烯炷,c n H2n+2―H24+2rn^-k = n两者均为吸热反应4-1、简述芳炷的主要来源和主要生产过程来源于煤焦化工业和石脑油重整生成有及烧裂解生产乙烯副产的裂解汽汕。
主要生产过程见115-11943试论芳煙转化的必要性与怠义,主要的芳忌转化反应有哪些?芳烧转化工艺,可以方便依拯市场的供求,调节各种芳炷的产量。
主要反应有:异构化、歧化与烷基转移、烷基化和脱烷基化等几类反应匚15.画出裂解汽油的三种分馆图。
05 ~ 200X2冏G 〜G | F 段| G 〜Cp G 〜G 愉分 1 加氢1 1 '5-2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?8、合成氨:b 、合成甲醇:c 、合成醋酸;d 、烯婭的氢甲酰化产品;e 、合成天然气、汽油和柴油 新用途:a 、直接合成乙烯等低碳烯烧:b 、合成气经甲醇再转化为绘类:c 、甲醇同系化制乙烯:d 、合成 低碳醇;e.合成乙二醇:f 、合成气与烯烧衍生物按基化合物5- 3.以天然气为原料生产合成“的过程有哪些主要反应过程?从热力学角度考虑,对反应条件有哪些要 求?从动力学角度又有哪些要求?CHq 十 H2O CO+3H2 AHf 98 = 206kJ/inol CH4+2H2O=CO2+4H2 CO 十 H 2 O 0=^ CO?十 H 2 △鵡$ = -41. 2kJ/mol热力学:适当的髙温、稍低的压力.和高水碳比动力学:温度升髙反应速率、平衡常数增大,高压利于提髙初期反应速率.适当的水碳比5-4.如何根据化学热力学.化学动力学原理和工程实际来优化天然气-水蒸气转化制合成气的工艺条件?A 、 压力 热力学:低压适合转化:动力学:初期增加速率加快,接近平衡时加压反而降低速率。
故甲 烷水蒸气转化过程一般是加压的,大约3MPaB 、 温度 热力学:髙温下甲烷平衡浓度低:动力学:髙温使速率加快。
C 、 水碳比 水碳比髙利于防止积碳,故为防止积碳,操作中一般控制水碳比在3・5左右。
5-5、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 硫方法比较好?天於气-*亟卜F 1'亘两f [二段转花卜強緘〜[1函一合裁气蒸汽 ------ r ——J ‘氧气或空气 -----------------------在制造合成气时,其中硫化物转化为硫化氢和有机硫气体,会使催化剂中毒。
脱硫方法:干法脱硫:吸附法、催化转化法湿法脱硫:化学吸附法、物理吸附法、物理-化学吸附法.湿式氧化法。
5-9由煤制合成气有哪些生产方袪?这些方法相比较各有仕么优点?较先逬的方法是什么?固定床间歇式气化制水煤气:只用空气而不用纯氧,成本和投资费用低:固定床连续式气化制水煤气:一氧化碳含量低,适合做城市煤气;流化床连续式气化制水煤气:直接使用小颗粒碎煤为原料,并可利用褐煤等高灰分煤:气流床连续式气化制水煤气:在常温常压下进行,气固接触而大,细颗粒的内扩散阻力小,温度又髙,因 而扩散速率和反应速率髙,生产强度大5-10 -氧化碳变换的反应是什么?影响该反应的平衡和速度的因素有哪些?如何影响?为什么该反应存在最佳反应温度?最佳反应温度与哪些常数有关?CO+ H 20(汽CO 2 + H 2 、皿= -41. 2kJ/mol co :含量多,平衡左移3. OMPa 下,加圧速率增大水碳比低于4,提髙水碳比,速率增长较快,大于4,增长不明显 催化剂和原始组成一圧时,最佳反应温度随转化率的升髙而降低放热可逆反应所以存在最佳反应温度。
与水碳比、CO 转化率、正逆反应活化能、水煤气原始组成有关。
5-11.为什么一氧化碳变换过程要分段进行.要用多段反应器?段数的选定依据是什么?有哪些形式的反应 器?段数增多时,操作温度更接近最佳温度曲线,以较髙的速率达到较髙的转化率选定依据:水煤气中的co 含量、所要达到的转化率、催化剂活性温度范用。
反应器包括:中间间接冷却式多段绝热反应器、原料气冷激式多段绝热反应器、水增其或冷凝水冷激式多 段绝热反应器5-12 一氣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?A 、 铁珞系变换催化剂,使用温度范围300-530C,反应前还原成F“(kB 、 铜基变换催化剂,适用温度180-260C,反应前须还原成具有活性的细小铜晶粒,原料气硫化物的体积分 数不超过1(TC 、 钻钮系耐硫催化剂,适用温度160-500°C >反应器将钻.铝氧化物转化为硫化物才有活性。