化工工艺复习题

1、化工工艺学复习题、简答题:1 .氧化锌脱硫的工作原理是什么？其脱硫过程如何？原理：氧化锌法可脱除无机硫和有机硫，主要脱除无机硫，使硫含量0.1X10-6OZnO(s)H2s(g)=ZnS(s)H2O(g)79kJ/molZnO(s)C2H5sH(g)=ZnS(s)C2H50H(g)ZnO(s)CH3SCH3(g)=ZnS(s)C2H4(g)H2O(g)CS24H2=H2sCH4(6分)脱硫过程：氧化锌脱硫就是HS气体在固体ZnO上进行反应，生成H2O进入气相，ZnS则沉积在ZnO固体表面上。需要将氧化锌脱硫剂都做成高孔率的小颗粒以增大反应和沉积面积，反应速度主要是内扩散控制。2 .描述由NH和

2、CO合成尿素的化学反应过程与相态。答：目前，工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反应合成的，属于有气相存在的液相反应，如下图所示。反应被认为分两步进行：汽相NHsCOz取0511n2NH$+C()2NHaCOONIbCO(Nlh)a1IhO灌相2)2C0(NH2)2+IhO2NH3(l)CO2(l)NH2cOONH4(l)86.93kJ.mol1NH2cOONH4(l)NH2CONH2(l)H2O(l)28.45kJ.mol1副反应：2NH2CONH2Q)NH2CONHCONH2(l)NH3(g)NH2CONH2(l)H2O(l)2NH3(g)CO2(g)(5分)控制副反应措施：在尿

3、素生产过程中的副反应主要有尿素缩合反应和水解反应，它们存在于整个尿素的分离纯化过程中。温度越高，副反应速度越快；时间越长，被消耗的尿素越多。当温度在60c以下时，尿素水解缓慢；温度到100C时尿素水解速度明显加快；温度在145C以上时，水解速度剧增。尿素浓度低时，水解率大。氨也有抑制尿素水解的作用，氨含量高的尿素溶液的水解率低。7 .简述氨碱法制纯碱的生产原理(主要反应和生产过程)。氨碱法制备纯碱是以氯化钠(NaCl)和碳酸钙(CaCO)为原料。CaC03COz+CbOCaO+HaO*Cft(OH)s(原料(一NFh+HaCl+CO?+HX)*NaHCOiUOiCl*仁品)(国产品)+NuuC

4、03+JI?02NhCHCa(OIIa-ZNHsICiiCls+H?O生产过程：碳酸钙经过焙烧产生CO和CaOCO与NH在NaCl水溶液中沉淀出碳酸氢钠(NaHCG);NaHCO再经焙烧制得纯碱(NazCO);副产CaO经水合、NH4C1反应制得氯化钙；释放的NH31环禾1J用，再与NaCl和CO制备NaHCO。8 .氨碱法制纯碱的主要原料有哪些？制碱过程的主要反应有哪些？主要副产物是什么？氨碱法制备纯碱是以氯化钠(NaCl)和碳酸钙(CaCO)为原料。CaCOaCOz+Cat)CaO+H2O-*Ca(OHh(原料广NHs4NaCl+CO2tH2O-*N&HCO”卜NH.C1A*(产品】副产附

5、2HiiHCO3卜Na+CO小1IX)1Ca(OH)?-lCnCl?+H2O主要副产物：氨，氯化钙9 .简述煤的液化-费托法合成原理，所用催化剂以及主要有哪些工艺？CO+H2-(CH)n+H2OCO+H2O-CO2+H2目前工业上主要用铁催化剂。主要的合成工艺：Arge固定床合成液体燃料的工艺Synthol气流床合成工艺MFT法合成液体燃料的工艺其他合成工艺10 .简述聚合反应中以本体聚合和溶液聚合的聚合机理和产品特性。遵循自由基聚合一般规律，提高速率的因素往往使分子量下降。本体聚合：单体本身加少量引发剂(甚至不加)的聚合。溶液聚合：单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。本体聚合散热难，自加速显著

6、。可制板材；产品特性：纯度高，分子量分布宽。溶液聚合散热易，反应平稳，产物宜直接使用。产品特性：纯度、分子量较低。、图形分析题1、2、3区主要析出那些晶1.从干盐相图分析，为什么在P1点NaHCO勺结晶析出最多?体？NiHCO,(mNH.H8.IIkNH；111蒯朝4020N.口NH.CKB)答案：IP2、P2H、P2P1、Pim、P1IV为饱和线；P1点可析出三种结晶。氨盐水碳酸化后的组成在AC线上。如果只需析出NaHCO酎，组成应R-S线内，超过S析出NH4HCO知过R析出NaCL如果总组成在X点，T点为饱和溶液，结晶与溶液比为TX:XD,比值越大，析出结晶越多。可见P1点操作最好。1,2

7、,3区为NaHCONHHCQNHCl的析出区；2.从干盐相图分析，1、2、3区主要析出那些晶体？如何控制操作点的位置。升高温度对最佳操作点P1、Na利用率和NaHCO吉晶有什么影响？答案：1,2,3区为NaHCONHHCQNHCl的析出区；析出NaHCO寸P1点钠利用率最高。若操作点向P2方向移动，钠利用率降低（溶液中Na+增加，最终被洗掉）,氨利用率提高（溶液中NH44M小）。因为实际生产中氨被蒸出是循环利用的，所以应主要考虑钠利用率，操作点要尽量靠近P1点。温度升高，氨盐水中的NH3减小，饱和线P1C向右移动（但NaHCOB溶液中的溶解度变化不大）；P1点向右上移动，溶液的碳酸化度增加；均

8、可析出等多的NaHCO结晶，钠利用率增大，氨利用率降低。在生产条件下，一般为了得到NaHCONaCl浓度不变，采取较高温度进行碳酸化。碳酸化后降低温度可减少其溶解度，相应提高钠利用率。3.PVC悬浮法的生产流程如下图:VCM写出图中编号1-11的设备名称。答：1计量泵；2过滤器；3聚合釜；4循环水泵；5出料槽；6树脂过滤器;7浆料泵；8汽提塔；9浆料泵；10浆料冷却器；11混料槽4.根据下图叙述PVC悬浮法的生产流程:VCM答案：悬浮聚合法是工业生产PVC树脂的主要方法，产品为100150dm直径的多孔性颗粒，称为S-PVCo单体：氯乙烯单体，纯度要求大于99.98%去离子水：反应介质水分散剂

9、：纤维素醛和部分水解的聚乙烯醇。如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。引发剂：复合型的引发剂。以达到匀速聚合的要求。工艺流程：原料预处理，设置引发剂配置釜，将引发剂、分散剂配置成溶液后再加人聚合体系。经过原料过滤器，除去原料中的杂质。物料进入聚合釜，搅拌聚合，同时搅拌对聚氯乙烯颗粒形态及粒度分布也有很大的影响。聚合是在引发剂作用下的自由基聚合，聚合结束后，经浆料泵将物料打到汽提塔，蒸出未反应单体和溶剂。在混料槽冷却后离心得到产品。5.下图为氨合成流程(凯洛格流程)，简要叙述其工艺流程。琥咏盘nw忸兀1-新鲜气/甲烷化气换热器*45水冷却器：孔息九a一甄冷却骞；4冷翻液分离9,IO-换热器111-低

10、压轼分离器；12-高压鼠分离曙；13-氨合成塔t14一帮炉水僮热器1行一品心乐铺机；16一开加热希；17-放空气敏挣耨；除一胞空气分离气F19一蒸汽透邛答：(1)新鲜气经几级压缩后与循环气混合冷却、升温并分几股进入氨合成塔。(2)反应后气体温度较高，所以先经锅炉给水预热器后再向新鲜气供热。(3)只分离很少部分氨(为维持浓度稳定分离需要排放部分惰性气体)后就进入循环压缩，与新鲜气混后再经复杂冷冻流程逐步冷却到-23C,经高压氨分离器分离氨后再升温进入氨合成塔。低压氨分离器是为了分离要求设置的。(4)流程特点：先循环混合再冷却分离，冷冻功耗小但循环功耗大，总能耗小；循环线中放空，惰气含量高，但有氨回收，氨损耗不大；三级氨冷和三级氨闪蒸结合，增加了冷冻系数，有节能作用。7.问题：写出图中编号119的设备名称。141X21116-9,10-换热器15-离心压缩机放空，他成一3,6,7,8-氨冷却器2,5-水冷却器；12-高压氨分离器答：设备为沸腾炉炉内空间分为上部为燃烧空间、沸腾层和空气室三部分1-燃烧空间、2-沸腾层、3-空气室空气室也可称为风室，鼓风机将空气鼓入炉内先经空气室，为使空气能均匀经过气体分13-氨合成塔；14-锅炉给水预热器18-放空气分离器；19-蒸汽透平8.在制备硫酸的过程中，焙烧硫铁矿的设备是什么？根据物料状态，炉内空间可分几个区域？各区域的物料特