化工工艺学知识点
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,11.4 化工工艺学的研究对象与内容1.5化工生产工艺步骤、化工生产工艺过程1.6 化工工艺流程主要单元组合、反应器选择、组织工艺流程遵循的原则2化工原料分类及来源2.1费托合成原理、催化剂、产物、焦化产物及组成2.2 原油脱盐、催化裂化反应器、再生器、石油的一次加工2.3天然气组成、利用途径2.4化学矿物、磷肥生产方法、硼镁矿制硼砂的的简要工艺2.5生物质作为化工原料基本途径33.1合成氨生产过程、间歇式制气法阶段、蒸汽转化法及催化剂、合成氨各种制气所使用的气化剂、原料气净化、工业甲烷水蒸气转化催化剂、一氧化碳变换催化剂、变换反应器类型、脱硫方法、脱碳方法、氨合成工艺条件选择3.2生产硫酸的原料、接触法生产硫酸工序、二氧化硫炉气净化方法、二氧化硫催化氧化原理、工艺条件、浓硫酸吸收主要因素、硫酸厂废水来源及处理3.3纯碱的生产方法、候氏制碱法原料预处理、联合制碱过程及主要工序、主要设备及要求3.4分解电压、过电压、电流效率、电极反应、食盐水电解制氯气和烧碱方法、隔膜法电解原理、离子交换膜法流程、隔膜法电解食盐水电极产物溶液成分4.4.1裂解气的工业分离法、脱水方法、裂解温度、烃类热裂解反应动力学、裂解工艺过程、降低裂解反应压力方法、裂解气中的乙炔处理4.2非均相催化氧化反应传热,环氧乙烷的生产方法、丙烯腈生产方法原理、精制;工艺条件、转化率;乙烯均相络合催化氧化制乙醛原理、工艺条件、催化剂、乙烯环氧化原理、乙烯环氧化催化剂、致稳气及其作用4.3加氢脱氢一般规律反应、加氢反应原理、液相加氢反应器、烃类脱氢工艺条件、乙苯脱氢原理、工艺条件、反应器、水蒸气作用;苯加氢制环已烷原理及催化剂、一氧化碳加氢合成甲醇催化剂、工艺条件4.4 甲基叔丁基醚的生产方法、催化剂、催化反应精馏塔生成MTBE、乙苯的生产方法4.5醋酸的生产方法、丙烯氢甲酰化热效应、生产方法、丙烯氢甲酰化合成丁醛主副反应及要求、甲醇的羰化反应、一氧化碳加氢合成甲醇的转化率4.6氯化剂、氯乙烯生产方法、乙烯氧氯化法原理和原料配比、环氧氯丙烷生产方法及原理55.1精细化工特点、精细化工发展的方向5.2磺化剂、浓硫酸作磺化剂特点、磺化反应影响因素、苯及其衍生物的磺、萘的磺化、气态三氧化硫磺化法生产十二烷基苯磺酸钠工艺特点,磺化反应的π值及其计算5.3工业硝化剂、硝化方法、硝化产物分离、硝化反应特点及分类、芳烃硝化副反应、传统硝化法生产硝基苯5.4酯的合成方法、主要酯化反应、催化剂、酸酐与醇或酚的反应原理、叔醇及酚类的酯的合成、提高直接酯化法酯的产率66.1聚合物的主链结构、自由基聚合特征、方法、高分子合成反应及成型加工、合成纤维生产6.2聚合原理、自由基共聚合反应机理、自由基聚合的特征、聚合反应方法、聚合物改性方法6.3 PVC树脂的生产方法、聚乙烯聚合工艺、聚丙烯生产方法、PET树脂合成工艺路线、PET改性77.1物料衡算和热量衡算的主要步骤、转化率、总转化率、反应选择性、单程收率、总收率、转化率选择性收相互关系7.2物料质量平衡关系、一般计算方法,具有循环过程的物料衡算方法、计算式7.3热量衡算式、热量衡算基本步骤8 三废8.1工业废气、废气处理技术及主要工艺、催化燃烧技术8.2工业废水、常规处理低浓度有机废水的方法、主要新型污水处理技术8.3工业废渣、工业固体废弃物主要种类及处理方法8.4绿色化学、原子经济性、原子利用率1.试分析空速对氨合成的影响2.简要说明列管式固定床氧化反应器优势3.绿色化工工艺的绿色体现4.精细化率及其意义催化氧化间接换热特点5.SO26.简述气相氯化和液相氯化反应的特点7.精细化学品8.常规处理低浓度有机废水的曝气池活性污泥法原理及其主要操作方法9.试分析压力对氨合成的影响10.非均相催化氧化反应的特点是什么 11.简述精细化工特点 12.绿色化学13.浓硫酸吸收过程中,从吸收率角度考虑,酸温低好,但实际生产中为什么不能控制过低?14.什么是氧化反应的致稳气?其作用是什么?15.根据SO 2氧化成SO 3的反应特点,分析反应条件确定的依据和工艺上采取何种形式的反应设备和措施。
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。
化工工艺消防要点学习化工工艺这么久,今天来说说其中的消防要点。
我理解化工工艺中的消防真的是重中之重啊。
首先呢,就是要搞清楚化工原料的性质。
就像我们知道汽油很容易着火那道理一样,化工原料有很多都是易燃易爆的。
我记得之前学过一种原料,名字特别长,反正它在很低的温度下就能燃烧,稍微有点火星之类的就可能引发大祸。
这就是为啥一定要对原料性质了如指掌,明白了它们的危险点在哪里,才能知道在消防方面怎么提前防范。
在化工工艺里呢,各种设备的摆放其实也和消防有关系。
我总结出来这些设备就不应该过于紧凑,比如反应釜、储存罐这些里头装着各类物料的东西。
一旦有一个地方着火或者爆炸了,如果摆放得密密麻麻的,那火势就会迅速蔓延啊。
这就好比咱们在家里,家具太紧凑了,要是一个地方着火了,那火就很容易跑到别的地方去。
对了还有个要点,化工工艺里的通风系统。
通风不好是很可怕的。
我一开始就有点困惑,感觉通风好像没那么重要。
可是后来想明白了,像很多化工反应会产生一些可燃气体啊。
要是通风不好,这些可燃气体就会积聚在厂房里。
这就像是个定时炸弹,一有火星就会爆炸。
我理解通风系统就像是给这些可燃气体找个疏散的通道,让它们不至于聚集起来引发危险。
说到消防器材,那也是不容小觑的。
这可不是随意摆放就算完事的。
不同的环节要配备不同的消防器材。
比如说在那些容易起火的反应区域,就得有干粉灭火器,因为有的化工火灾用水是灭不了的。
我记得之前在实验室的时候看到一种小事故,有人想用普通水去灭含油类物质的火,结果火越烧越旺,这就提醒我们可不能乱来啊。
还有啊,操作人员也得有足够的消防知识。
这一点是我后来慢慢才领悟到的。
我原来觉得只要设备和设施搞好了就行了,可是人要是不知道怎么应对火灾,那一样完蛋。
就像住宾馆时,我们看到那些消防通道的标识和使用灭火器的说明,在化工厂里,操作人员就得熟悉这些更复杂的消防知识。
比如说在火灾发生时,知道怎么迅速切断物料供应,怎么启动紧急灭火系统等等。
化学化工工艺知识点总结一、化学工程基础知识1.1 化学工程的定义化学工程是利用化学原理和化学技术进行工程设计和生产过程的一门工程学科。
它涉及许多方面的知识,包括化学、物理、数学、机械、电气、自动化等。
1.2 化学反应工程化学反应工程是化学工程中的一个重要分支,它研究化学反应的动力学、热力学、质量传递和能量传递等过程。
通过研究化学反应工程,可以设计出高效、高产率和低成本的化工生产过程。
1.3 物理化学原理物理化学是研究物质的物理性质和化学性质的学科,如热力学、动力学、电化学等。
在化学工程中,物理化学原理对于分析反应过程、设计反应器以及优化生产过程都起着重要的作用。
二、化工生产相关知识2.1 化学原料化工生产过程中所用的化学原料一般需要具有一定的纯度和稳定性。
常见的化学原料包括化学品、矿产物质、石油化工产品等。
2.2 化学反应器化学反应器是化工生产过程中的关键设备,它用来进行化学反应,常见的反应器有批式反应器、连续流动反应器等。
根据反应条件的不同,反应器的设计和选择也会有所不同。
2.3 分离技术化工生产过程中常常需要进行物质的分离和纯化,以获取目标产品。
常见的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等,这些技术对于化工生产的效率和产品质量有着重要的影响。
2.4 反应工艺优化化工生产过程中,通过优化反应工艺可以提高产率、降低能耗、减少废物排放等,从而提高生产效率和经济效益。
常见的优化手段包括改进反应条件、改进反应器结构、改进催化剂等。
三、化工设备知识3.1 化工设备的基本原理化工设备是化工生产过程中的关键装备,包括反应器、分离器、储罐、泵、管道等。
这些设备的设计和选择需要考虑流体力学、传热传质、材料耐久性等方面的知识。
3.2 化工设备的材料选择化工设备的材料选择对于设备的使用寿命和安全性有着重要的影响。
通常情况下,化工设备需要选择耐腐蚀、耐高温、耐高压、耐磨损等性能优良的材料。
3.3 化工设备的安全管理化工生产过程中涉及到化学品、高温高压等危险因素,因此化工设备的安全管理十分重要。
化工工艺总结第一篇:化工工艺总结化学工艺学: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,内容包括生产方法的评估,过程原理的阐述,工艺流程的组织和设备的选用和设计。
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平衡转化率:可逆化学反应达到化学平衡状态时,转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数浸取:应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程烷基化:指利用取代反应或加成反应,在有机化合物分子中的N、O、S、C等原子上引入烷基(R--)或芳香基的反应。
羰基合成:指由烯烃,CO和H2在催化作用下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应。
煤干馏:煤在隔绝空气条件下受强热而发生的复杂系列物化反应过程。
水煤气:以水蒸气为气化剂制得的煤气(CO+H2)精细化学品:对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能,特定用途,小批量生产的高附加值系列产品。
高分子化合物:指相对分子质量高达104~106 的化合物原子经济性:指化学品合成过程中,合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用到的所有原料尽可能多的转化到产物中。
=目的产物分子量/所有产物分子量环境因子:=废物质量/目标产物质量1.化学工业的主要原料:化学矿,煤,石油,天然气2.化工生产过程一般可概括为原料预处理,化学反应,产品分离及精制。
3.三烯:乙烯,丙烯,丁二烯。
三苯:苯,甲苯,二甲苯。
4.石油一次加工方法为:预处理,常减压蒸馏。
二次加工方法:催化裂化,加氢裂化,催化重整,焦化等。
石油中的化合物可分为:烷烃,环烷烃,芳香烃。
5.天然气制合成气的方法:蒸汽转化法,部分氧化法。
主要反应为:CH4+H2O-----▶CO+3H2 和CH4+0.5O2-----▶CO+2H2 CH4+CO2----▶2CO+2H2 6.硫酸生产的原料有:硫磺,硫铁矿,有色金属冶炼炉气,石膏。
化工行业化工工艺知识点化工行业是一个广泛而复杂的领域,涉及到众多的工艺和技术。
本文将介绍一些化工工艺的基本知识点,旨在帮助读者更好地了解和学习该领域的核心概念和操作技术。
1. 原料准备化工工艺的第一步是原料的准备。
原料可以是天然材料,也可以是合成材料。
在化工过程中,原料的质量和纯度对产品的质量和性能起着至关重要的作用。
因此,正确选择和处理原料是一个必备的技能。
2. 反应器设计与操作反应器是化工工艺中最重要的设备之一。
它们用于控制和促进化学反应的发生。
反应器的设计需要考虑到反应类型、反应条件(如温度、压力、反应时间等)以及反应物的相互作用等因素。
操作反应器时需要严格遵守工艺流程和安全规范,确保反应的有效进行和操作人员的安全。
3. 分离技术在化工过程中,需要将混合物中的成分分离出来,以获得纯度较高的产品。
分离技术是实现这一目标的关键步骤。
常见的分离技术包括蒸馏、结晶、萃取、吸附、过滤等。
根据具体情况,选择适合的分离技术非常重要。
4. 控制与优化化工工艺的控制与优化是提高产品质量和效率的关键环节。
控制系统通常包括传感器、执行器、控制器等组件,用于监测和调节工艺的各个参数。
优化控制则通过对工艺参数和操作策略的调整,最大限度地提高生产效益和降低能源消耗等。
5. 安全与环保化工行业存在着一定的安全和环境风险。
因此,安全与环保意识在化工工艺中非常重要。
从设计、操作到废弃物处理,都需要考虑到安全和环保因素。
合理的安全设施和紧急措施应当妥善设置和实施,以保证工作人员和环境的安全与健康。
6. 新技术与创新随着科学技术的进步,化工工艺不断得到改进和创新。
新的技术和方法,如生物工程、纳米技术、绿色化工等,正在逐渐应用于化工行业。
了解并掌握新技术,对于提高工艺的效率和可持续性具有重要意义。
结语化工行业的工艺知识是非常丰富和复杂的。
本文介绍了一些化工工艺的基本知识点,希望能为读者提供一些参考和启示。
在实际应用中,还需要不断学习和掌握更多的工艺知识,进一步提高自己的技能水平。
1.煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业,简称煤化工。
2.煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
从煤加工过程区分,煤化工包括煤的干馏(含炼焦和低温干馏)、气化、液化和合成化学品等。
3.煤在隔绝空气的条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程,称为煤干馏(又称炼焦、焦化)。
煤低温干馏产品为:半焦、煤气、焦油。
按加热终温不同分为:低.中.高温干馏煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤性质、干馏炉结构和加热条件。
4.煤低温干馏产品的产率和性质与原料煤的性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力有关。
干馏炉的形式、加热方法和挥发物在高温区的停留时间对产品的产率和性质也有重要影响。
煤加热温度场的均匀性以及气态产物二次热解深度对其也有影响。
5.一般压力增大,焦油产率减少,气态产物产率增加,半焦产率和强度增加。
6.干馏供热方式:内热式和外热式。
7.内热式与外热式相比的优点(1)热载体向煤料直接传热,热效率高,干馏耗热量低。
(2)煤料在干馏不同阶段加热均匀,消除了部分料块过热现象。
(3)内热式炉简化了干馏炉结构。
8.沸腾床干馏炉:将粒度小于6mm的预先干燥过的粉煤连续加入沸腾炉,炉子用燃料气和空气燃烧加热,炉内形成沸腾的焦粉床层,煤料在炉内干馏。
不粘结性煤用螺旋给料器加入,粘结性煤用气流吹入法。
干馏的热量由焦炭、焦油蒸气以及煤气在沸腾层中部分燃烧和燃料气燃烧提供的。
或者不送入燃料气和空气,则送入热烟气。
干馏产物焦粉经过一满流管由炉子排出。
在气体冷却系统中分出焦油、中油以及被燃烧烟气稀释了的干馏煤气。
9.鲁奇三段炉流程:(1)煤在竖式炉中料层下行,热气流逆向通入进行加热。
(2)粉状褐煤和烟煤要预先压块。
(3)煤在移动过程中可分成三段:干燥段,干馏段,焦炭冷却段。
在最上段循环热气流把煤干燥预热到150℃,在中段即干馏段,热气流把煤加热到500-850℃,在下段,焦炭被冷循环气流冷却到100-150℃,最后排出。
石油化工工艺学复习资料第一章1.压力对气体的体积受压力影响较大,其规律为:分子数增加的反应,降低压力可以提高平衡产率;分子数减少的反应,提高压力可以提高平衡产率2.负载催化剂一般都由活性组分、助催化剂与载体等三部分组成3.催化剂在一定条件下,只对其中一个反应方向起加速作用。
这种性能称为催化剂的选择性4.催化剂中毒:催化剂在使用过程中活性与选择性,可能由于外来微量物质(如硫化物)的存在而下降,这种现象叫做催化剂中毒。
催化剂中毒可分为可逆中毒和不可逆中毒两类。
5.催化剂再生:指催化剂在生产运行中,暂时中毒而失去大部分活性时,可采用蒸汽或空气处理、酸碱液处理等方法使催化剂恢复或接近原来的活性。
第二章1.甲烷水蒸汽转化反应平衡的主要因素有哪些?A温度B水碳比的影响C压力的影响D空间速度2.天然气中的主要成分甲烷与氯气在1700-2000℃的高温下以极短的反应时间(10-80ms)进行反应,生成乙烯和乙炔3.甲醛的还原性很强,很容易被氧气等试剂氧化为甲酸,也可以被还原为甲醇。
自身聚合生成三聚甲醛和多聚甲醛。
醇氧化生产甲醛工艺流程1-过滤器;2-甲醇蒸发器;3-反应器;4、5-吸收塔;6-泵;7-换热器4.天然气制合成油(GTL):将合成气经过催化剂作用转化为液态烃,简称费托(F-T)合成。
第三章1.合成气是指一氧化碳和氢气的混合气2.合成气的生产方法主要有哪几种?1).以煤为原料生产合成气,主要有间歇法和连续法2).以天然气为原料生产合成气,主要有转化法和部分氧化法3).以重油或渣油为原料生产合成气,主要的方法为部分氧化法3.影响甲烷水蒸气转化反应平衡的主要因素有:A温度B水碳比C压力D空间速度4.天然气生产乙炔工艺甲烷在高温下的热裂解生成乙炔的反应式强吸热过程,其裂解反应复杂主要反应有:氧化反应热裂解反应:水煤气反应:乙炔分解:5.天然气制乙炔的工艺中,影响乙炔收率的主要因素有:1).原料气中氧含量2).原料气中均匀混合与适当的高流速3).稳定的燃烧火焰4).适宜的反应时间和足够的反应温度5).良好的淬冷装置6.天然气部分氧化法制乙炔是目前生产乙炔的主要方法,部分氧化发的代表性工艺又可分为BASF工艺和SBA工艺。
第二章粗原料气制取一、固体燃料气化法名词解释:煤气化:使煤与气化剂作用;进行各种化学反应;把煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气..加氮空气;水蒸汽和空气同时加入;空气的加入增加了气体中N的含量;用来调节原料气中氢氮比;制得合格煤气标准煤:含碳量为84%的煤每千克标准煤的热值为7000千卡1.煤气化有几种工业方法各有什么特点蓄热法:将空气和水蒸气分别送入煤层;也称间歇式制气法富氧空气气化法:用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能;尚未达到工业化阶段2.气化炉有哪些床层类型;描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型固定床:气体从颗粒间的缝隙中穿过;颗粒保持静止流化床:增大气速;颗粒开始全部悬浮于气流中;而且床层的高度随气速的增大而升高气流床:气流速度增大至某一极限值时;悬浮于气流中的颗粒被气流带出间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉3.煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化;气体产物各是什么空气和水蒸气空气煤气N2、CO、水煤气H2、CO、混合煤气、半水煤气4.固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发干馏区:煤开始热解;逸出以烃类为主的挥发分;而燃料本身开始碳化气化区:煤气化的主要反应在气化区进行灰渣区:灰渣于该区域出炉5.固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形6.间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止;称为一个循环..每个循环有五个阶段;吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7.什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项水蒸汽和空气同时加入;空气的加入增加了气体中N的含量..用来调节原料气中氢氮比;制得合格煤气使炉温下降慢调节合成氨气体成分;严格控制氮含量;以免引起事故8.德士古炉废热如何回收直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷9.画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程;为什么后两者流程有差别P70P72二、一氧化碳变换1、名词解释:高温变换:CO在320~350℃变换;使CO含量低于3%..使用Fe-Cr催化剂;使大部分CO转化为CO2 H2O低温变换:CO在230~280℃变换;使CO含量低于0.3%;使用Cu-Zn催化剂耐硫变换:宽温变换在180~500℃;使用Co-Mo系催化剂重油、煤气化制氨流程中将含硫气体进行CO变换;再脱硫、脱碳2、高温变换催化剂由哪些成分组成各起什么作用以Fe2O3为主体;加入铬、钾、铜、锌、镍等的氧化物后可以提高催化剂的活性;加入铝、镁等的氧化物可以改善催化剂的耐热及耐毒性能3、低温变换催化剂由哪些成分组成各起什么作用铜锌铝系和铜锌铬系两种;均以氧化铜为主体;经还原后具有活性的组分是细小的铜结晶-铜微晶..铜是催化剂的活性组分;铜对CO具有化学吸附作用;在较低温度下催化CO变换反应;铜微晶愈小;其比表面积愈大;活性愈高;为了提高微晶的热稳定性;需加入适宜的添加物;氧化锌、氧化铝、氧化铬对铜微晶都是有效的稳定剂4.高温变换催化剂还原时;为什麽需要保证足量的水蒸汽加入足够量的水蒸汽以防止催化剂被过度还原为元素铁5.低温变换催化剂还原时;为什麽要严格控制还原条件;氢气含量按程序逐步提高由于还原反应放热量大;工业生产上因还原操作不慎而烧坏催化剂、缩短使用寿命的实例不少..因此;一定要严格控制还原温度;精心做好配氢工作6.分段高温变换时;段间冷却有哪些作用为了尽可能接近最佳温度线进行反应;可采用分段冷却..段数越多;越接近最佳反应温度线7.为什么低温变换温度要高于露点温度有什么危害当气体降温进入低变系统时;就有可能达到该条件下的露点温度而析出液滴..液滴凝聚于催化剂的表面;造成催化剂的破裂粉碎引起床层阻力增加;以及生成铜氨络合物而使催化剂活性减低..所以低变催化剂的操作温度不但受本身活性温度的限制;而且还必须高于气体的露点温度8.以煤为原料制气;为什么高温变换要分段进行而低温变换不必分段进行以煤气化制得的合成氨原料气;CO含量较高;需采用多段中温变换..用铜氨液最终清除CO;该法允许变换气CO含量较高;故不设低温变换..低温变换过程温升很小;催化剂不必分段9.如何确定变换工艺;以天然气或煤为原料各应采用什么变换工艺说明原因..①CO的含量;②进入系统的原料气温度及湿含量;③CO变换与脱除残余CO 的方法结合考虑天然气:中高变-低变串联;原料气中CO含量低;中高变催化剂只需配置一段煤:多段变换;CO含量高需采用多段变换第三章粗原料气的净化一、硫化物的脱硫1、名词解释:脱硫:原料气中硫化物的脱除脱碳:二氧化碳的脱除最终净化:少量残余一氧化碳和二氧化碳的脱除空间速度:指单位时间、单位体积催化剂通过的标准状态下反应器气体的体积无机硫:在半水煤气中;无机硫是指H2S有机硫:对于半水煤气;有机硫通常以硫氧化碳为主;其次为二硫化碳、硫醇;硫醚和噻吩的含量较少..天然气中有机硫主要成分是甲硫醇反应性硫化物:可被ZnO催化分解的硫化物非反应性硫化物:噻吩及噻吩族属于最难脱除的硫化物;故称为非反应性硫化物硫穿透:当清净区逐渐缩短直至从床层中完全消失时;继而当出口气中出现H2S时称为硫穿透工作硫容:当整个床层由“饱和区”和“传质区”两部分组成时;床层脱硫剂的硫容称为穿透硫容或称工作硫容穿透硫容:同上饱和硫容:当整个床层由饱和区组成时;床层脱硫剂的硫容量称为饱和硫容2、何为湿法脱硫;其有何优缺点主要用于哪些原料制气的脱硫为什么液体脱硫剂..湿法脱硫特点:吸收速度或化学反应速度快;硫容大;适合于脱除气体中的高硫;脱硫液再生简单;且可循环利用;还可回收硫磺..但因受物理或化学反应平衡的制约;其脱硫精度不及干法适用于煤和石油造气3、何为干法脱硫;其有何优缺点主要用于哪种原料为什么干法脱硫是利用固体脱硫剂..最大优点是精度高..主要缺点:脱硫设备机组庞大;更换脱硫剂工作笨重;再生能耗大适用于低含量天然气4、湿法脱硫方法的选择原则有哪些①满足特定工艺对脱硫要求的净化度②硫容量大③脱硫剂活性好;容易再生;且消耗定额低④不易发生硫堵⑤脱硫剂价廉易得⑥无毒性、无污染或污染小5、氧化还原脱硫为什么必须满足下列条件0.75V > E Q/H2Q > 0.2V为保证脱硫剂能充分氧化H2S;同时又能使脱硫后脱硫剂能被空气中氧所再生6、氧化铁脱硫剂由什么构成以铁屑或沼铁矿、铁木屑、熟石灰拌水调制;并经干燥而制成7、氧化锌脱硫法的优、缺点有哪些具体说明; 最大特点是什么主要用于哪种原料脱硫脱硫精度高;硫容量大;使用性能稳定可靠可将原料气中的硫化物脱除到0.5~0.05cm3/m3数量级天然气、石油馏分、油田气、炼厂气、合成气、以及二氧化碳原料气8、氧化锌脱硫床层如何分区画出双床串联倒换法氧化锌脱硫流程;为什么这样设计9、以天然气或煤为原料制气;各用什么方法脱硫;为什么/多采用有机溶剂法脱硫;因为有机溶剂对有机硫具有良好的溶解性二、脱碳1、物理与化学吸收法脱碳相比较;各有哪些特点和规律物理吸收:各分子间的作用力为范德华力;符合亨利定律;高压下;物理吸收的吸收量大;物理吸收的吸收能力比化学吸收大;物理吸收中;吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增高;溶剂即是吸收剂;可采用简单闪蒸法溶液再生中化学吸收:各分子间力为化学键力;低压下;化学吸收的吸收量大;化学吸收中吸收剂的吸收容量与吸收剂中活性组分的含量有关;热效应大;溶液再生时;需要用再沸器进行热再生;化学吸收的溶剂是有限的2、热碳酸钾脱碳溶液包括哪些物质各起什么作用A碳酸钾;提高吸收能力;加快反应速率 B活性剂;提高净化度 C缓蚀剂;保护钢表面;防腐蚀 D消泡剂;破坏气泡间液膜的稳定性;加速气泡的破裂;降低溶液的起泡高度3、两段脱碳吸收塔外形如何设计;为什么吸收塔:吸收塔是加压设备;进入上塔的溶液量仅为全部溶液量的四分之一至五分之一;气体中大部分二氧化碳是在塔下部被吸收;因此塔分上下两段;上塔塔径较小而下塔塔径较大再生塔:再生塔也分上下两段;上下塔的直径可以不同..因其为常压设备;为制作和安装方便;上下塔也可以制成同一直径4、为什么用缓蚀剂;其作用原理是什么缓蚀剂会在铁表面起钒化作用;使铁氧化成四氧化三铁;形成牢固致密的钝化膜;保护钢表面;使之不遭受腐蚀5、低温甲醇洗涤法脱碳有什么优缺点优点:A可以脱除气体中的多种组分 B净化度高C可以选择性的脱除原料气中H2S和CO2;;并分别加以回收D热稳定性和化学稳定性好E利于后续工艺缺点:工艺流程长;再生过程复杂;甲醇具有毒性6、甲醇富液如何再生A减压闪蒸解吸B气提再生C热再生7.脱碳后溶液再生时;加热减压可以促进二氧化碳的解吸;请问解吸压力如何确定为什麽解吸压力低;对多回收二氧化碳是有利的;但考虑到下游工序对二氧化碳气体产品压力要求;二氧化碳解吸压力一般在0.18~0.3MPa..8.为什么煤、重油的气化工艺不同;低温甲醇洗流程也不相同解释原因并画出两流程简图..两步法低温甲醇洗适用于废热锅炉流程;进变换系统的原料气脱硫要求严格;用低温甲醇洗脱硫;脱硫后进变换;在CO变换后在用低温甲醇洗脱除CO2 ..一步法甲醇洗适用于激冷过程;原料气经耐硫变换后;用低温甲醇洗同时进行脱硫和脱碳9.聚乙二醇二甲醚法脱碳可以百分之百回收二氧化碳;为什么该法净化度可达10 -6级;二氧化碳在聚乙二醇二甲醚溶剂中的溶解度关系在较宽的压力范围内都符合亨利定律;闪蒸的压力越低;二氧化碳的回收率越高;真空闪蒸的级数完全由经济效益决定三、原料气的最终净化1、名词解释:原料气的最终净化有哪几种方法:残余少量CO、CO2的脱除;CO+CO2<10ppm 铜氨液:铜盐氨溶液在高压低温下生成CO的络合物铜洗气:铜氨液吸收法净化后的气体精练气:铜氨液吸收法净化后的气体氮洗:用液体氮洗涤CO的操作甲烷化:在催化剂上用氢气把CO还原成甲烷2、铜氨液由哪些物质组成铜氨液中有几种铜离子分子式;各起什么作用;它们间有什么关系铜氨液中低价铜是吸收CO的活性组分;为什么要有高价铜的存在极限铜比的意义及变化规律..铜氨液中氨有几种存在形式;各有什么作用铜氨液是铜离子、酸根及氨组成的水溶液Cu+以CuNH32+形式存在;是吸收CO的活性组分;Cu2+以CuNH342+形式存在;没有吸收CO的能力;但溶液中必须有;否CuNH34 Ac2+Cu= 2CuNH32Ac 向左进行有金属铜析出防止金属铜的生成;极限铜比RM随TCu增大而减小络合氨、固定氨、游离氨3.用铜氨液进行最终净化时;工业生产常选用醋酸;为什麽其浓度如何确定若总铜离子浓度为2.5mol/L; 醋酸浓度应达何浓度不论何种铜氨溶液;溶液中的络离子CuNH32+ 、 CuNH342+都需要酸根与之结合;为确保总铜含量;使用醋酸铜氨溶液;其吸收能力与蚁酸铜氨溶液接近;组成稳定;再生损失小..操作中醋酸含量以超过总铜含量10%~15%较为合适;一般为2.2~3.0mol/L4、铜氨液吸收CO原理;解释吸收系数和吸收能力的影响因素..铜氨液吸收CO2、O 2、H2S反应式..P183增大低价铜含量、降低温度、提高压力都能增大铜液的吸收能力..当游离氨浓度较大时;影响吸收速率的主要是气膜阻力5、铜氨液再生解吸及还原的反应方程式、操作条件;画出简单的铜氨液再生流程图;解释再生操作条件与设备叠合设置的巧妙原理..重点铜液中CO残余量是再生操作的主要指标之一;影响CO残余量的因素有压力、温度和停留时间A再生压力:通常只要保持再生器出口略有压力;以使再生器能够克服管路和设备阻力达到回收系统即可B再生温度:在兼顾铜液再生及氨的损失的条件下;接近沸腾情况的常压再生温度以76~80℃为宜;而离开回流塔的铜液温度不应超过60℃C:在铜液循环量一定时;铜液的停留时间;用再生器的液位来控制;一般控制在1/2~2/3高度比较合适6、甲烷化法的工作原理和对原料气的要求是什么为什么CO+3H2===CH4+H2O △H298= -206.16kJ/molCOCO2+4H2===CH4+2H2O △H298= -165.08kJ/molCO2原料气中的碳的氧化物含量体积分数一般应小于0.7%7、甲烷化催化剂和甲烷转化催化剂的相同点和不同点A要求离开甲烷化反应器的碳的氧化物含量是极小的;这就要求甲烷化催化剂有很高的活性;而且在更低的温度下进行B碳的氧化物与氢的反应是强放热反应;要求甲烷化催化剂能承受很大的温升8、甲烷化催化剂还原时;为什么对还原气中碳氧化物的含量有要求是多少为什么进行甲烷化最终净化时;为什麽要控制入口气中碳氧化物的含量应控制在多少为什麽甲烷化催化剂的中毒及注意事项有哪些为什麽T<200度时;甲烷化催化剂不能与一氧化碳接触再用原料气还原时;为了避免床层温升过高;必须尽可能控制碳的氧化物含量在1%以下只需原料气中碳氧化物的含量在0.5%~0.7%;甲烷化反应放出的热量就能足够将进气口气体预热到需要的温度除羰基镍为甲烷化催化剂的毒物外;硫、砷和卤素也能使它中毒;即使这些元素微量也会降低催化剂的活性和寿命还原后的催化剂不能用含有CO的气体升温;以防止低温时生成羰基镍9、深冷分离法:原理及其特点;氮气的作用;原料气预处理的原因..深冷分离法是在深度冷冻<100℃条件下用液氮吸收分离少量CO;而且也能脱除甲烷和大部分氩;这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气突出优点气体混合物的冷凝系由汽液两相平衡决定;即由冷凝液组成与其气相各组分的平衡分压决定..分离气体混合物中某些组分;可以利用各种气体的沸点即冷凝温度不同;以部分冷凝或精馏方法实现..液氮洗涤是用高纯的氮在-190℃左右将原料气中所含的少量CO分离的过程..预处理:分子筛吸附CO、CO2;活性炭除去NO、NO2第四章氨的合成1、氨的合成为什么采用循环的回路流程由于反应后气体中氨含量不高;一般只有10%~20%;故采用分离氨后的氢氮气体循环的回路流程2、惰性气体浓度在进塔和出塔时不同;对吗为什么请推导出其变化关系式重点氨合成反应过程中物料的总摩尔随反应的进行而减小;惰性气体不参与反应;故惰性气体浓度在进塔和出塔时不同..P2073、氨合成催化剂主要有哪些物质构成;各物质主要起什么作用何为结构型促进剂、电子型促进剂铁系催化剂活性组分为金属铁;为还原前为FeO、Fe2O3;;作为促进剂的成分为K2O、CaO、MgO、Al2O3、SiO2等Al2O3、MgO的加入使催化剂的表面积增大;氨含量亦随之增加..K2O使催化剂的表面积有所下降;活性显着增加..CaO能降低熔体的熔点和粘度;还可以提高催化剂的热稳定性..SiO2具有中和碱性组分的作用;还具有提高催化剂抗水毒害和耐烧结的性能..结构型促进剂:通过改善还愿态铁的结构而呈现出促进作用电子型促进剂:使金属电子逸出功降低;有利于氮的活性吸附;从而提高活性4、氨合成催化剂活性下降的原因有哪些;如何预防细结晶长大改变了催化剂的结构;催化剂中毒以及机械杂质遮盖而使比表面积下降氢氮原料气送往合成系统前应充分清除各类毒物以保证原料气的纯度5、理论上如何调整氨合成工艺温度以达到最大平衡氨含量氨合成的温度一般控制在400~500℃;催化剂的床层进口温度比较低;大于或等于催化剂使用温度的下限;依靠反应热床层温度迅速提高;而后温度再次下降;生产后期;催化剂活性降低;操作温度应适当提升6、氨合成时如何调整压力达到最佳经济效益通常原料气和设备的费用对过程的经济指标影响较大;在10~35MPa范围内;压力提高;综合费用下降;从能量消耗和综合费用分析;可以认为30MPa左右是氨合成的比较适宜的操作压力7、增大氨合成时的空间速度;会对生产效益带来负面影响;试进行分析..加大空速将使系统阻力增大、循环功耗增加;氨分离所需的冷冻负荷也加大..同时;单位循环气量的产氨量减少;所获得的反应热也相应减少;当反应热减少到一定程度;合成塔就难以维持“自热”..8、试分析合成塔进口气组成对氨合成的影响..当氢氮比为3时;对于氨合成反应;可得最大平衡氨含量氨合成反应中氢和氮总是按3:1消耗;新鲜空气氢氮比控制为3;否则循环系统中多余的氢或氮就会积累起来;造成循环气中氢氮比失调..维持过低的惰性气体含量需要大量排放循环气;导致原料气消耗量增加;循环气中惰性气体含量一定;新鲜气消耗随之增大;循环气中惰性气体的含量应根据新鲜气惰性气含量、操作压力、催化剂活性等条件而定..进塔气体中氨含量越高;氨净值越小;生产能力越小..初始氨含量的高低取决于氨分离的方法..9、氨有哪些分离方法各有什么优、缺点水吸收法:氨在水中的溶解度很大;与溶液平衡的气相氨分压很小;因此用水吸收法分离氨效果良好..但气相亦为水蒸气饱和;为防止催化剂中毒;循环气需要严格脱除水分后才能进入合成塔..水吸收法的产品是浓氨水冷凝法:该法是冷却含氨混合气使其中大部分气氨冷凝以便于不冷凝的氢氮分开;加压下;气相中饱和氨含量随温度的降低、压力的增高而减少..水冷仅能分离一部分氨;气相尚含氨7%~9%;需要进一步以液氨做冷冻剂冷却到0℃以下;才可能使气相中氨含量降至2%~4%、10、氨合成塔由哪两部分构成为什么要这样设计氨合成塔通常都由内件和外筒两部分构成;内件置于外筒之内..内件由催化剂筐、热交换器、电加热器三个主要部分构成..进入合成塔的气体先经过内件与外筒之间的环隙;内件外面设有保温层;以减少向外筒的散热..氢氮对碳钢有明显的腐蚀作用;在高温高压下;氮与钢中的铁及其他很多合金元素生成硬而脆的氮化物;导致金属机械性能降低;因此需要设计成外筒主要承受高压;不承受高温;内件只承受高温不承受高压、11、何为驰放气;如何回收其中的氢液氨冷凝过程中;部分氢氮气及惰性气体溶解其中;溶解气体大部分在液氨贮槽中减压释放出来;称之为贮槽气或驰放气..回收:中空纤维膜分离法、变压吸附分离法、深冷分离法第五章合成氨综述1、名词解释:冷法净化:把采用像低温甲醇洗涤法脱硫、脱碳;深冷分离法脱除少量CO的操作热法净化:把采用像热钾碱法脱碳、甲烷化法脱除少量CO与CO2的操作2、重油为原料含硫量较高;用德士古气化炉或谢尔气化炉各应采用什么工艺流程;画出并说明原因德士古激冷发流程:重油+纯氧+蒸汽→德士古制气→消除炭黑→耐硫变换→一步低温甲醇法脱硫脱碳→深冷洗涤法最终净化→压缩→合成→氨谢尔废热锅炉造气流程:重油+纯氧+蒸汽→谢尔炉→清除炭黑→低温甲醇法脱硫→高低变换→低温甲醇法脱碳→深冷洗涤法最终净化→压缩→合成→氨3、煤为原料用UGI炉气化的工艺总流程煤+空气+蒸汽→半水煤气→氧化法制硫→高温变换→低温变换→氨吸收法脱碳→铜氨液吸收最终净化→压缩→合成→氨4、煤为原料用德士古炉气化的工艺总流程;用谢尔气化炉的工艺总流程德士古激冷流程:70%水煤浆+纯氧→造气→耐硫变换→一步法低温甲醇法脱硫脱碳→深冷洗涤法最终净化→压缩→合成→氨谢尔废热锅炉造气流程:粉煤+纯氧+蒸汽→造气→低温甲醇法脱硫→高变低变→低温甲醇法脱碳→深冷洗涤法最终净化→压缩→合成→氨5、天然气为原料制氨的总流程天然气→脱硫→一段转化→二段转化→高低变换→热碳酸钾脱碳→甲烷化法最终净化→压缩→合成→氨。