合工大化工工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料

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1、1、 化學(xué)工藝學(xué)的研究目的 是創(chuàng)立技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、生產(chǎn)安全、環(huán)境無(wú)害的生產(chǎn)過(guò)程。 2化工工藝學(xué)涉及內(nèi)容 3化學(xué)工藝學(xué)與化學(xué)工程學(xué)分工 中的效應(yīng) 4化工裝置規(guī)模增大，為什么能使成本降低 裝置規(guī)模增大，其單位容積單位時(shí)間的產(chǎn)出率隨之顯著增大，而且設(shè)備增大并不需要增加太多的投資，更不需要增加生產(chǎn)人員和管理人員。 化石燃料包括煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖和油砂等，他們主要由碳和氫元素組成。他們是最重要的能源，也是最重要的化工原料，目前世界上85%左右的能源與化學(xué)工業(yè)均建立在石油、天然氣和煤炭資源的基礎(chǔ)上。 將原料轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品的工藝流程成為化工生產(chǎn)

2、工藝流程。 2-4、何謂循環(huán)式工藝流程？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 未反應(yīng)的反應(yīng)物從產(chǎn)物中分離出來(lái)，再返回反應(yīng)器。 優(yōu)點(diǎn)：能顯著提高原料利用率，減少系統(tǒng)排放量，降低了能源消耗，減少了對(duì)環(huán)境的污染。 缺點(diǎn)：循環(huán)需要使用泵，利用較多能量，惰性物料也參與循環(huán)，影響反應(yīng)速率。 轉(zhuǎn)化率指某一反應(yīng)物參加反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的數(shù)量占該反應(yīng)物起始的分率或百分率。 選擇性是指體系中轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物量與參加所有反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的該反應(yīng)物總量之比。 因?yàn)楸M管有的反應(yīng)體系原料轉(zhuǎn)化率很高，但大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦碑a(chǎn)物，目的產(chǎn)物很少，意味著許多原料浪費(fèi)了。所以需要用選擇性這個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)反應(yīng)過(guò)程的效率。 5、 無(wú)機(jī)化

3、學(xué)礦產(chǎn)量最大的兩個(gè)產(chǎn)品分別是什么？如何加工利用？ 磷礦和硫鐵礦是產(chǎn)量最大的兩個(gè)產(chǎn)品。 2Ca5F（SO4）3+ 7H2SO4 + 7H2O=3Ca(H2PO4)2 6、 石油的蒸餾與一般精餾相比，有哪些特點(diǎn)？ A、 根據(jù)一定沸程收集餾出物，不是分離出純組分 B、 從塔的不同高度出料 C、石油的加熱在塔外的加熱爐中進(jìn)行 7、 簡(jiǎn)述化工生產(chǎn)過(guò)程的三大步驟。 8、 畫(huà)出化工工藝過(guò)程的洋蔥模型示意圖 9、 化工生產(chǎn)中不同溫位的熱能應(yīng)如何回收？ 10、何謂生產(chǎn)能力、生產(chǎn)強(qiáng)度？ 11、

4、 對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，凈反應(yīng)速率隨溫度變化的規(guī)律如何？ 對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，速率隨溫度變化 溫度較低時(shí)，速率隨溫度升高而增高，到某一值后，凈反應(yīng)速率開(kāi)始隨溫度升高而下降。 提高裂解溫度并縮短停留時(shí)間：a、改進(jìn)輻射盤(pán)管金屬材質(zhì)；b、改進(jìn)輻射盤(pán)管的結(jié)構(gòu) 裂解爐出口氣體的高溫裂解氣在出口高溫條件下將繼續(xù)進(jìn)行裂解反應(yīng)，為此需要通過(guò)急冷以終止其裂解反應(yīng)。急冷分為間接急冷和直接急冷。 雜質(zhì)：H2S，CO2，H2O，C2H2，CO 采用多級(jí)壓縮原因：a、節(jié)約壓縮功耗；b、降低出口溫度；c、減少分離凈化負(fù)荷 段數(shù)確定依據(jù)：a、壓力采用3.6MPa左

5、右；b、 12、 正構(gòu)烷烴熱裂解過(guò)程的主要反應(yīng)通式 脫氫反應(yīng)是C——H鍵斷裂的反應(yīng)，生成碳原子數(shù)相同的烯烴和氫 斷鏈反應(yīng)是C——C鍵斷裂的反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物是碳原子數(shù)較少的烷烴和烯烴，兩者均為吸熱反應(yīng) 4-1、簡(jiǎn)述芳烴的主要來(lái)源和主要生產(chǎn)過(guò)程 來(lái)源于煤焦化工業(yè)和石腦油重整生成有及烴裂解生產(chǎn)乙烯副產(chǎn)的裂解汽油。 主要生產(chǎn)過(guò)程見(jiàn)115-119 芳烴轉(zhuǎn)化工藝，可以方便依據(jù)市場(chǎng)的供求，調(diào)節(jié)各種芳烴的產(chǎn)量。 主要反應(yīng)有：異構(gòu)化、歧化與烷基轉(zhuǎn)移、烷基化和脫烷基化等幾類(lèi)反應(yīng)。 15、畫(huà)出裂解汽油的三種分餾圖。 a、 合成氨；b、合成甲醇；c、合成醋酸；d、烯

6、烴的氫甲酰化產(chǎn)品；e、合成天然氣、汽油和柴油 新用途：a、直接合成乙烯等低碳烯烴；b、合成氣經(jīng)甲醇再轉(zhuǎn)化為烴類(lèi)；c、甲醇同系化制乙烯；d、合成低碳醇；e、合成乙二醇；f、合成氣與烯烴衍生物羰基化合物 5- 3、以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣的過(guò)程有哪些主要反應(yīng)過(guò)程？從熱力學(xué)角度考慮，對(duì)反應(yīng)條件有哪些要求？從動(dòng)力學(xué)角度又有哪些要求？ 熱力學(xué)：適當(dāng)?shù)母邷?、稍低的壓力、和高水碳? 動(dòng)力學(xué)：溫度升高反應(yīng)速率、平衡常數(shù)增大，高壓利于提高初期反應(yīng)速率，適當(dāng)?shù)乃急? 5-4、如何根據(jù)化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)原理和工程實(shí)際來(lái)優(yōu)化天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣的工藝條件？ A、 壓力 熱力

7、學(xué)：低壓適合轉(zhuǎn)化；動(dòng)力學(xué)：初期增加速率加快，接近平衡時(shí)加壓反而降低速率。故甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化過(guò)程一般是加壓的，大約3MPa B、 溫度 熱力學(xué)：高溫下甲烷平衡濃度低；動(dòng)力學(xué)：高溫使速率加快。 C、 水碳比 水碳比高利于防止積碳，故為防止積碳，操作中一般控制水碳比在3.5左右。 5-5、天然氣-水蒸氣轉(zhuǎn)化法制合成氣過(guò)程有哪些步驟？為什么天然氣要預(yù)先脫硫才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化？用哪些脫硫方法比較好？ 在制造合成氣時(shí)，其中硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫和有機(jī)硫氣體，會(huì)使催化劑中毒。 脫硫方法：干法脫硫：吸附法、催化轉(zhuǎn)化法 濕法脫硫：化學(xué)吸附法、物理吸附法、物理-化學(xué)吸附法、

8、濕式氧化法。 固定床間歇式氣化制水煤氣：只用空氣而不用純氧，成本和投資費(fèi)用低； 固定床連續(xù)式氣化制水煤氣：一氧化碳含量低，適合做城市煤氣； 流化床連續(xù)式氣化制水煤氣：直接使用小顆粒碎煤為原料，并可利用褐煤等高灰分煤； 氣流床連續(xù)式氣化制水煤氣：在常溫常壓下進(jìn)行，氣固接觸面大，細(xì)顆粒的內(nèi)擴(kuò)散阻力小，溫度又高，因而擴(kuò)散速率和反應(yīng)速率高，生產(chǎn)強(qiáng)度大 反應(yīng)平衡影響因素： 溫度 低溫平衡右移 水碳比 高水碳比平衡右移 原料中CO2含量 CO2含量多，平衡左移 速率影響因素： 壓力 3.0MPa下，加壓速率增大

9、 水蒸汽用量 水碳比低于4，提高水碳比，速率增長(zhǎng)較快，大于4，增長(zhǎng)不明顯 溫度 催化劑和原始組成一定時(shí)，最佳反應(yīng)溫度隨轉(zhuǎn)化率的升高而降低 放熱可逆反應(yīng)所以存在最佳反應(yīng)溫度。與水碳比、CO轉(zhuǎn)化率、正逆反應(yīng)活化能、水煤氣原始組成有關(guān)。 5-11、為什么一氧化碳變換過(guò)程要分段進(jìn)行，要用多段反應(yīng)器？段數(shù)的選定依據(jù)是什么？有哪些形式的反應(yīng)器？ 段數(shù)增多時(shí)，操作溫度更接近最佳溫度曲線(xiàn)，以較高的速率達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率 選定依據(jù)：水煤氣中的CO含量、所要達(dá)到的轉(zhuǎn)化率、催化劑活性溫度范圍。 反應(yīng)器包括：中間間接冷卻式多段絕熱反應(yīng)器、原料氣冷激式多段絕熱反應(yīng)器、水增其或冷

10、凝水冷激式多段絕熱反應(yīng)器 A、鐵鉻系變換催化劑，使用溫度范圍300-530℃，反應(yīng)前還原成Fe3O4、 B、銅基變換催化劑，適用溫度180-260℃，反應(yīng)前須還原成具有活性的細(xì)小銅晶粒，原料氣硫化物的體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)10-7 C、鈷鉬系耐硫催化劑，適用溫度160-500℃，反應(yīng)器將鈷、鉬氧化物轉(zhuǎn)化為硫化物才有活性。 5-14在合成器制造過(guò)程中，為什么要有脫碳步驟？通常有哪些脫碳方法，各適用于什么場(chǎng)合？ 在合成氣過(guò)程中會(huì)生成一定量的CO2，尤其當(dāng)一氧化碳變換過(guò)程時(shí)，其含量課高達(dá)28%-30%，所以需要脫碳 1、化學(xué)吸附法：a、本菲爾法 b、復(fù)合催化法 c、空間位阻胺

11、促進(jìn)法 d、氨基乙酸法 2、物理吸附法：a、低溫甲醇洗滌法 b、聚乙二醇二甲醚法 c、碳酸丙烯酯法 3、物理化學(xué)吸附法 4、變壓吸附法 16、甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化體系中的獨(dú)立反應(yīng)？ 18、變換反應(yīng)器的類(lèi)型有哪些？畫(huà)出相應(yīng)操作過(guò)程的T-X圖 加氫催化劑：活性成分主要是第VI族和第VIII族的過(guò)渡元素，對(duì)氫有較強(qiáng)的親和力 脫氫催化劑：a、有良好的活性和選擇性，能在低溫下進(jìn)行反應(yīng)；b、熱穩(wěn)定性好；c、化學(xué)穩(wěn)定性好；d、有良好的抗結(jié)焦性和易再生性。 溫度越高，轉(zhuǎn)化率越高，選擇性越低 空速越小

12、，停留時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率越高，選擇性越低 20、畫(huà)出氨合成工段的原則流程示意圖 22、畫(huà)出甲醇工藝的原則流程示意圖 1、 乙炔法：25-250℃范圍內(nèi)平衡常數(shù)高,但高溫使氯化汞升華而導(dǎo)致催化劑流失 2、 聯(lián)合法:利用已有的電石資源和乙炔生產(chǎn)裝置,迅速提高生產(chǎn)能力,但不能完全擺脫電石原料 3、 烯炔法:擺脫了電石原料,省去分離乙炔和乙烯的費(fèi)用,但技術(shù)復(fù)雜,投資較大,成本較高 4、 平衡氧氯化法:解決了氯化氫利用問(wèn)題 將氧氯化法與乙烯直接氯化結(jié)合在一起，兩個(gè)過(guò)程所生成的二氯乙烷一并進(jìn)行裂解得到氯乙烯，則可平衡氯乙烯，這種方法叫平衡氯氧化法。 原理： 部分題目由于難度太大未整理，請(qǐng)?jiān)? ——徐然 7 / 7文檔可自由編輯打印