化学工艺学课后答案

1、化学工艺学课后答案化学工艺学课后答案【篇一：化学工艺学复习题及答案】、氧化还原、加氢-:经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进分氧化制乙炔；直接制造化工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各。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，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-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、丁二烯和r-ch2-ch3-r-ch=ch2+h2；断链反应：r-ch2-ch2-rfr-ch2=ch2+rc-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c-h键或c-c键，较直链的键能小低分

2、子烷烃的c-c键在c4以上烯烃、单环芳烃h缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳成单烯烃的反应；芳烃：无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环芳烃，芳烃直至转化为焦。烯烃加氢转化为烷烃，脱氢变为二烯烃或炔烃;芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦；烷烃会进一步裂解成低级烷烃，pona值；适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油；烷烃（paraffin）烯烃（olefin）环烷烃（naphthene）；芳烃（aromatics）；72.3、163、11,大庆石脑油则为53、43、425左右，:750-900匸原料分子量

3、越小，所需裂解温度越高，乙烷生成，所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加压力对裂解反应的影响，从化学平衡角度分析（压力只对脱氢反应有影响）对一次反应：结论：低压有利于乙烯的生产.18题。-101X（高压法），使乙炔以上烷烃和烯烃冷凝为液体，与甲烷和氢气分开，c4馏分分开，从而得到聚合级高纯乙烯和聚合级高纯丙烯。（lummus）按c1、c3加氢-丙烯塔-脱丁烷。前脱乙烷流程（linde法）；压缩-脱乙烷T加氢T脱甲烷T乙烯塔T脱丙烷T丙烯塔T脱丁烷前脱丙烷流程（三菱油化法），压缩T脱丙烷T脱丁烷T压缩T加氢T脱甲C4烃较多的裂解:急冷锅炉废热锅炉，用换热器h2s、co2）、少量水分、炔烃

4、、酸性气体：不仅会腐蚀设备和管路，而且还会是脱炔催化剂中毒；水分和co2在低温下结冰，堵塞管路；乙炔和丙乙炔的存在不仅使高纯乙醇和丙烯聚合时采用的催化剂中毒，而且还会在系统里自聚，生成液体产物绿油。消除方法：碱洗法，除h2s、co2co2?2naoh?na2co3?h2o乙醇胺法（吸收剂一乙醇胺mea、二乙醇胺dea）h2s?2naoh?na2s?2h2o使用分子筛、氧化铝、硅胶、铁矶土等干燥水，物理吸附；脱除炔烃方法；溶剂吸收法；催化加氢脱C2h2?h2?c2h4c2h2?2h2?c2h6C2h4?h2?c2h6?低聚物（绿油）1，2-二氯乙烷；乙烯气相氧氯化生成1，2二氯【篇二：化学工艺学

5、课后习题及课堂提问重点】-5为了降低烃分压，通常加入稀释剂，试分析稀释剂加入量确定的原则是什么？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2、水蒸气热容量大，是系统有较大热惯性，当操作供热不平衡时,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铬炉管的腐蚀。4、脱除积碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体和生碳反应。9.裂解气预分馏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？用什么办法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什么？裂解气预分馏的目的和任务是：1、经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度从而保证裂解气压缩机的正常运

6、转，并降低裂解气压缩的功耗；2、尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷；3、将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，减少污水的排放用以再发生稀释蒸汽；4、继续回收裂解气低能位热量。需严格控制的杂质有h2s,co2,h2o,c2h2,co等气体，这些杂质对冷分离过程有害，使产品达不到规定标准。酸性气体的脱除方法：碱洗法、脱除有催化加氢法和溶剂吸收法。处理方法的原理1、碱洗法用naoh作为吸收剂，通过化学吸收使naoh与裂解气中的酸性气体发生化学反应，脱除酸性气体。2、醇胺法用乙醇胺作为吸收剂，除去co2和h2s，是一种物理吸收和化学吸收相结合的方法。3、脱水吸附法进行干燥，采

7、用分子筛（离子型极性吸附剂）对极性分子特别是水有极大的亲和性，易于吸附。4、脱炔溶剂吸收和催化加氢将炔烃加氢成烷烃除去。3-10压缩气的压缩为什么采用多级压缩？确定段数的依据是什么？答：工业上一般认为经济上合理而技术上可行的裂解气压缩机出口的裂解气压力约为37mpa,而压缩机的入口压力一般为0.14mpa,提高入口压力虽可节约压缩机功率，但对裂解反应不利，故为节约能量，采用多级压缩。原因：1、节约压缩功耗；2、降低出口温度；3、减少分离净化负荷。依据是：压缩段数应满足工艺要求，必须控制每段压缩机出口的裂解气温度不高于100弋，以避免发生二烯烃的聚合，由此根据计算出每段压缩比，最终确定段数。第四

8、章1简述芳烃的主要来源及主要生产过程主要生产过程：1、焦化芳烃煤在高温作用下进行干馏，生成75%的焦炭，25%粗煤气，用洗油从粗煤气中吸收粗苯后经蒸馏脱吸，得粗苯，粗煤经分馏得轻苯和重苯，轻苯再分馏得btx混合馏分再精制处理后精馏。2、室友芳烃的生产过程：以石脑油和裂解汽油为原料，经过反应分离和轻化，石脑油经催化重整，裂解C5-200OC馏分汽油加氢后，进行芳烃油提，然后进行芳烃分离，脱烷基（歧化），C8分馏，异构化，最后进行吸附分离。4-3讨论芳烃转化的必要性与意义，主要的芳烃转化反应有哪些？答：不同来源的各种芳烃馏分的组成是不同的，能得到各种芳烃的产量也不同，如果仅靠催化重整、裂解汽油等方

9、法来获得芳烃的话，其必然会发生供需不平衡的矛盾，因此开发了芳烃的转化工艺，调节各种芳烃的产量，各种芳烃组分中用途最广，需求量最大的是苯，对二甲苯，其次是邻二甲苯，而粗苯、乙烯裂解汽油的芳烃中主要含量为苯，因此为解决对苯与二甲苯的迫切需求芳烃的转化很有必要性。主要的芳烃转化反应:1、异构化反应：间二甲苯转化为二甲苯、邻二甲苯2、歧化反应：甲苯转化为二甲苯3、烷基化反应：苯与乙烯通过烷基化转化为乙苯4、脱烷基化反应。第五章7为什么说一段转化管是变温反应器？为什么天然气水蒸汽转化要用变温反应器？一段转化炉只有采用变温反应器，才可以减少裂解反应，保证低的甲烷残余量。显然，一段转化炉是变温反应器，同时也

10、说明了必须采用变温反应器。课堂提问重点第一章1、石油的组成与分类p13石油是由相对分子质量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的化合物，石油中含量最大的两种元素是c和h.以直链烷基为主的石油称为烷基石油（石蜡基石油）。以环烷烃为主要成分的称为环烷基石油（沥青基石油）。介于二者之间的石油称为中间基或混合基石油。2、基本有机化工原料：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、合成气、乙炔。3、石油依次加工过程：常压蒸馏、减压蒸馏5、石油按沸点由高到低：石油汽、汽油、煤油、柴油、沥青、石油焦。6、直镏汽油和催化汽油如何得到：催化重整、催化裂化。7、汽油和柴油的评价指标：辛烷值、十六烷值、标号（凝固

11、点）。8、催化重整的目的、催化剂、主要反应：目的使石脑油中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程，提供高辛烷值汽油，还为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供苯、二甲苯等芳烃原料以及提供液化气和溶剂油，并副产氢气。催化剂使用铂。主要反应：环烷烃脱氢、烷烃脱氢环化等生成芳烃的反应、烷烃的异构化和加氢裂化。1、催化重整的产物:生产芳烃2、催化裂化的原料、目的、催化剂、副产物。3、流化床工作的反应原理：流体（气体或液体）以较高的流速通过床层，带动床内的固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，并具有类似流体流动的一些特性的装置，称为流化床反应器。流化床反应器是一种有固体颗粒参与的反应器，这些颗粒系处于

12、运动状态，且其运动方向多种多样。4、提升管反应器分类：等高并列、高低并列式、同轴式。5、催化加氢裂化的原料、催化剂：重柴油、减压柴油、减压渣油、氢气。6、催化加氢裂化的反应类型p177、天然气的加工过程p20第三章1、温度对化学平衡的影响p30：对于吸热反应，k值随温度升高而升高，有利于反应的进行，产物的平衡产率增加。对于放热反应，k值随温度的升高而减小，平衡产率降低，不利于反应进行。2、温度低对反应速率的影响：k值随温度的升高而增加，活化能大的反应其速率随温度的升高而增长更快些。对于不可逆反应，反应速率随温度的升高而加快：对于可逆反应温度升高，正逆反应速率常数都增大。3、浓度对化学平衡的影响

13、：反应物浓度越高，越有利于平衡向产物方向进行。4、浓度对反应速率的影响：反应物浓度越高，反应速率越快。在反应初期，反应物浓度越高，反应速率越大，随着反应的进行，反应物逐渐消耗，反应速率逐渐下降。5、压力对反应平衡的影响：对于分子数增加的反应，降低压力可提高平衡反应。对于分子数减少的反应，压力升高，产物的平衡产率增大。6、为什么要用惰性气体吸湿反应浓度：惰性气体可降低反应物的分压,对反应速率不利，但有利于分子数增加的反应的平衡产率。7、化工过程的主要效率指标：转化率、选择性、收率。&物料衡算步骤（计算题例题p39）：1、绘制流程的方框图；2、写化学反应方程式并配平；3、选择衡算基准；4、收集和计

14、算必要的数据；5、设未知数，列方程组，求解；6、计算核对；7、列表。9、pona可以定性评价液体燃料的裂解性能。p烷烃o烯烃n环烷烃；a芳烃。10、裂解原料有那些：乙烷、丙烷、石脑油、轻柴油、重柴油。11、烃类热裂解从热力学、动力学角度解释要采用停留时间的操作转化率取决于温度和时间：12、压力对裂解反应的影响：对分子量减小的反应，增大反应压力,平衡向生成产物方向进行；对分子量增大的反应，增大反应压力，平衡常数下降，平衡向原料方向进行。13、裂解炉为什么采用分支变径管：缩短停留时间、提高裂解温度。14、预分镏塔的作用：吸收裂解气中的重组分杂质（低沸点产物）降低能耗。15、裂解气的分馏装置组成：净

15、化、压缩、制冷、精馏装备。16、裂解气的杂质：h2s、co2、h2o、c2h2、co等气体杂质p8718、什么是“绿油”：乙炔发生聚合反应生成的称为“绿油”。1、芳烃中btm是什么：苯、甲苯、二甲苯。2、有机化工中，以苯为原料的反应：乙烯烷基化制取乙苯；丙烯烷基化制取异丙苯；苯加氢制成环己烷；苯氯化生成氯苯；苯氧化生成顺丁烯二酸酐；苯硝化生成硝基苯。3、焦化芳烃的组成特点：焦化芳烃产生75%的焦炭，产能比较低，组成含大量的苯，很难提纯，含杂质比较多。4、什么是“气提”通过惰性气体来降低溶质的气相分压，从而达到溶剂再生目的。5、c8芳烃的转化包括哪几种转化：三种二甲苯之间的转化，乙苯与二甲苯之间

16、的转化。,=i=J6、从热力学分析，二甲苯异构化的选择：在平衡混合物中，对二甲苯的平衡浓度最高能达到23.7%,并随着温度的升高逐渐降低，间二甲苯的含量最高，低温时最为显著；邻二甲苯的浓度随温度的升高而增高。所以，c8芳烃异构化为对二甲苯的效率受热力学平衡所限制。7、乙苯的异构化过程主要包括加氢、异构和脱氢过程。8、c8芳烃的异构化为什么采用临氢异构：抑制高温下结焦，使乙苯转化为二甲苯。9、c8芳烃的分离方法：深冷结晶分离法、络合萃取分离法、吸附分离法。10、吸附分离方法用到的主要单元是部分氧化和蒸汽转化法。第五章1、加氢反应实例：一氧化碳加氢合成甲醇；烃类热裂解制合成气。2从热力学角度分析，

17、加氢反应的一般规律：催化加氢反应是放热反应，加氢反应的平衡常数k随温度的升高而减小；增大反应压力，可以提高k值；从化学平衡分析，提高反应物h2的用量，可以有利于反应向正方向进行，提高平衡转化率。3、从动力学角度分析催化加氢的一般规律：温度升高会影响加氢反应的选择性，增加副产物生成，反应速率常数k随温度的升高而升高,平衡常数随温度的升高而下降；提高氢分压和被加氢物质的分压有利于反应速率的增加；氢过量可提高被加氢物质平衡转化率，加快反应速率，提高传热系数。4、煤为原料生成氨的路线：煤（水蒸气、空气）？造气?脱硫?co变换?脱co2?精制？压缩?合成?氨。空气5、天然气生成合成氨的路线：天然气（轻油

18、）+水蒸气?脱硫?一段转换二段转换？co高变?co低变？脱co2?甲烷化？压缩?合成氨6、脱氢反应的类型：烷烃脱氢、烯烃脱氢、烷基芳烃脱氢、醇类脱氢。7、甲烷化的目的：co+3h2?ch4+h2o;co2+4h2?ch4+2h20，经co变换和co2脱出后的原料气中尚含有少量残余的co和co2,为了防止对氨合成催化剂造成危害。因此，原料在进入合成工序前需进行原料气的最终净化。9、从热力学和动力学角度阐述工业生产中氨合成反应的特点：氨合成反应的特点为：放热、可逆、体积缩小、有催化剂。从平衡观点看，氨合成是放热反应，低温有利于nh3的生成，但在没有催化剂的室温条件下，氢氮气不能生成氨，因此氨合成反

19、应需要催化剂，当温度较低时催化剂的活性不能很好地发挥,不利于nh3的生成，所以反应有一个最适宜温度，生产中应及时移走反应热.氨合成反应是体积缩小的反应，提高压力有利于反应向正方向进行，压力愈高平衡时的nh3含量就愈高.另外，气体成分对氨的合成也有影响，惰性气含量高会降低有效气体成分的分压，不利于氨的合成；该反应为可逆反应。1、选择性氧化的特点：反应放热量大；反应不可逆；氧化途径复杂多样；过程易燃易爆。2、从反应相态分，烃类选择性氧化氛围哪几种：均相催化氧化和非均相催化氧化。3、均相催化氧化反应有哪些类型：催化自氧化；络合催化氧化；烯烃的液相环氧化。4、液相催化氧化的特点p223：反应平稳，易于

20、控制；反应设备简单，生产能力高；反应温度不高，催化剂多为贵金属，要分离回收。5、对苯二甲酸如何制备：以对二甲苯为原料，用醋酸钻、醋酸锰为催化剂，四溴乙烷做促进剂，在一定的压力、温度下用空气于醋酸溶剂中氧化。6、苯酚和丙酮如何得到：苯和丙烯烷基化得到异丙苯，通过均相自氧化生成过氧化异丙苯，再于酸的催化作用下分解为苯酚丙酮。7、什么是瓦克法：在均相配位催化剂的作用下，烯烃可氧化生成相同碳原子数目的羰基化合物，除乙烯氧化生成的乙醛外，其他均生成相应的酮。8、瓦克法催化剂：pdcl2+cucl9、非均相催化氧化的特征：反应物料在反应器中流速快，停留时间短单位体积反应器的生产能力高，适用于大规模连续生产

21、；固体催化剂活性温度高。10、非均相催化氧化还原机理：氧化还原机理，化学吸附氧化机理,混合反应机理。11、非均相催化氧化还原的反应器：固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器。12、什么是“热点”如何控制热点，热点的作用：加抑制剂；判断催化剂的寿命。13：什么是“飞温”，什么是“尾烧”：在非稳定的操作状态下，当操作参数有小的扰动，反应器的局部地方或整个反应器中的温度大幅度的上升的现象。反应放出的热量使出口气体温度迅速升高，这种现象称为“尾烧”。14、为什么在丙烯腈的制备中，丙烯与空气的配比要大于理论值的配比：副反应要消耗一些氧气，为保证催化剂活性组分处于氧状态，反应尾气中必须要有剩余氧的存在。

22、15、钛硅分子筛的用途：具有优异选择性氧化功能，绿色环保。【篇三：化学工艺学习题及解答】化工资源及初步加工1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。（2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也

23、不受运力限制。（3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。（4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化

24、工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的cl化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败,植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少

25、，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料,工业价值甚小。在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。随着缩合和叠合作用持续

26、地进行下去，结果形成不同煤化程度的烟煤。如长焰煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。处于焦煤阶段的煤，由于缩合和叠合程度适宜，煤的粘结性好，适合用作炼焦原料。由烟煤演变成的无烟煤，分子叠合程度进一步加深，h、o含量进一步减少，凝胶化组份和稳定组分明显减少，这种煤适合做民用燃料和煤气化燃料，在化工上的应用也不如烟煤重要。煤化程度演变到石墨阶段，煤分子中h、o已消失，分子排列正规,用加热的方法已不能将其分解，物理、化学性质已同普通煤有相当大的区别，似乎已是另类物质，故不将它列为煤的一个品种。3、为多产芳烃，在催化重整中要控制哪些工艺参数？答：首先要选取合适的重整原料油的族的组成，即馏分油中环烷烃含量要高。

27、因它经芳构化反应，生成的芳烃产率亦高；其次是选择优良催化剂，它不仅能减少贵金属pt的用量，延长催化剂使用寿命，而且还可增加芳烃产率和缓和反应工艺条件；再次shirt选择合适的工艺，如采用移动床连续式再生工艺，因它不仅生产能力大，效率高，而且可使催化剂的活性和选择性一直处于良好状态从而可得到高效率、高质量的芳烃产品。最后是选择适宜的抽提剂和抽提工艺。优良的抽提剂可减少因混入余油中的芳烃量，从而增加芳烃的收率。优良的抽提工艺，可减少工艺的能耗和抽提剂消耗量。4、查阅有关文献资料，写一篇“21世纪的天然化工”小论文。提示：(1)关键词：天然气：产量和储量；目前市场消费量及消费方向；今后消费趋势(2)

28、文献资料：美国(ca)沖国化学文摘；中国化工信息石油和天然气化工天然气工业撰写大纲举例:1、世界和中国天然气储量丰富，开采量增长势头猛烈。2、天然气目前大量用作燃料和化工原料，合成发动机燃料的工业也得到快速发展，天然气化工在国民经济中的作用日益突出。3、天然气化工和煤化工一起，将取代石油化工成为化学工业的支柱产业，具体表现在以下方面4、结论：21世纪的天然气化工大有作为2-5、除课文已叙述的外，试举两个以农副产品为原料生产化工产品的例子，简单的描述一下他们的生产过程。提示：如利用家畜粪便生产沼气；由雷火藤经抽提制取中成药；由茉莉花经抽提制取茉莉花香精等。可根据各自经历，自由选择。第三章通用反应

29、单元工艺1氧化反应有哪些特点？这些特点与工艺流程的组织有什么具体的联系？答：氧化反应的共同特点有：1属强放热反应；2反映途径多样化,副产品品种多；3生成C02和水的倾向性（即深度氧化）大。在工艺流程中须考虑热量的回收和合理利用，在设备的选用时，须考虑反应热的及时携出问题。由于生成的主、副产物品种多，含量不高（或集中度差），在工艺流程中须考虑产物的分离次序。分离设备的选用或设计时要考虑是否能达到分离要求的问题。为减少co2和水的生成，选择氧化剂和氧化催化剂相当重要，并在工艺流程组织重要考虑氧化剂和氧化催化剂的循环及回收利用问题，为减少深度氧化反应的发生，适时中止氧化反应相当重要，为此，在工艺流程

30、中须设臵中止氧化反应的设备，如急冷器等。3-2二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，为什么要在不同温度条件下分段进行？答：在二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应中，反应热力学和反应动力学之间存在矛盾，即为达到高转化率，希望反应在较低温度下进行。为加快反应速率，希望反应在较高温度下进行，在实际生产中，为兼顾资源利用、环境保护及企业生产能力，常将反应分段进行。首先利用so2初始浓度高，传质推动力大的优势。在较低温度下快速将反应转化率提升至70%-75%，然后快速升温至较高反应温度，在此利用反应动力学优势，快速将反应转化率提升至85%-90%。进入第三阶段后，反应又在较低温度下进行，利用反应热力学优势,将转化

31、率再次提升至97%-98%。由于提升幅度不大，花费的时间也不会很多。这种反应顺序的安排，既照顾了反应转化率，又兼顾了反应速率。但若追求高转化率（如达到99.5%），反应需在更低的温度下进行，花费时间长，将严重影响到企业的生产能力，此时需采用本教科书上介绍的“二转二吸”工艺才行。3硝酸生产中，氧化炉的哪些构件是为满足工艺要求而设臵的?分布均匀。下锥体通过热量反射，让铂网受热均匀，并用耐火砖衬里保温，使催化区域保持足够高的温度，并有利反应热的回收和利用。下锥体的花板上，还设臵消音环，以消除反应中产生的啸叫声。氧化炉的圆柱体部分，设臵铂催化基层，气流方向与铂网重力方向一致，以减少铂网的振动，降低铂的

32、损失。为开工点火、测温和取样分析，在上圆柱体开设了视孔、取样孔，在下圆柱上开设了点火孔，通过上述构件，保证氨-空气混合气均匀流过铂网整个截面，满足反应温度均匀，铂网损失最小，以及热损失较小等工艺要求。4简述环氧乙烷生产中车间的安全问题。答：环氧乙烷生产车间采用的原料（以西）和产品（eo）都是易燃易爆物料，运输和储存中，管路、容器和反应器都不准有溢流现象发生；车间动力线路采用暗线埋设，设备采用防爆电机驱动，设备之间排列顺序和间距要符合国家安全要求，不能用铁器击打设备和管道，不穿有铁钉的鞋子。各工段之间的间距也符合国家安全要求。乙烯-氧气混和器，氧化反应器的设计和制造要规范，严格符合工艺和安全要求

33、，以避免混合器爆炸、氧化器“飞温”和“尾烧”等事故发生。车间设臵安全通道，配臵灭火等消防设施。3-5丙烯腈反应器改进的方向以及目前遇到的困难答：目前广泛采用的sohio细粒子湍流床反应器比固定床反应器优越，但实际操作与反应原理之间存在不小的矛盾。从氧化-还原机理及丙烯氨氧化的特性来看，要求床层下部处于低氧烯比状态，在获得一定转化率（如80%）的同时，提高反应的选择性；在床层上部处于高氧烯比状态，让剩余丙烯继续反应，转化率达到98%以上，而实际操作情况则与之相反，选择性和转化率不高，大有改进余地，sohio公司近年来开发的新型反应器（如本教科书图3-1-42所示），以及国内开发的ul反应器（如图

34、3-1-43所示），都采用分段式（或两个反应区域）布局。首先在低氧烯比条件下反应，然后分段（区域）补充氧气继续反应，以获取较高的选择性和转化率。这类反应器岁发表了专利，但存在气-固分离器负荷大，分离器内固体粒子浓度高，易发生深度氧化反应，以及催化剂跑损严重的缺点，反映器结构也颇为复杂，至今还没有实现工业化。3-6氨合成有多种工艺流程，试说说他们的主要特点。答：（1）中国中型合成氨系统工艺流程，属中压法采用中国自主开发的轴径向氨合成塔，工艺流程简单，投资省，适宜与非尿素类氨企业配套，缺点是氨净值低，能量回收和利用差，生产成本高。（2）布朗三塔三废锅氨合成圈工艺流程。属低压法，能量回收利用好，氨净

35、值高，采用天然气为原料，新鲜补充原料气经生冷法已除去惰性气体，h2、n2也得到调整，对反应有利，且弛放气无排放，原料利用率高，但工艺流程复杂，投资大，适用于大型合成氨厂采用，生产成本低，环境污染小。（3）伍德两塔两废锅氨合成圈工艺流程，属低压法，能量回收和利用好，氨净值高，采用石油渣油为原料，弛放气经回收h2后排放，原料利用率高，但工艺流程复杂，投资大，适用于大型合成氨厂采用，生产成本低，环境污染小。（4）托普索s-250型氨合成圈工艺流程，属低压法，因采用径向反应塔，小颗粒催化剂，反应压降小，催化剂活性高，能量回收利用好，氨净值高，以天然气为原料，适用于大型合成氨厂采用。（5）卡萨里轴径向氨

36、合成工艺流程，属低压法，能量回收利用好,氨净值较高，只需一个反应器，故能方便的应用于中国中型合成氨厂的扩能技改中，但因氨净值比上述的（2）（4）稍低，在新建大型氨厂采用还不十分适宜。3-7评价一个工艺流程的主要技术经济指标有哪些？答：主要有：（1）原材料的消耗定额。（2）能量的消耗定额。这两个指标直接影响到生产成本（3）反应转化率（4）反应选择性（或收率）。这两个指标用来评判反应条件是否合理，选用催化剂是否优良（5）三废排放量（包括废气、废液和废渣）及治理指标，这一指标用作环境评估依据（6）某一生产能力下的投资金额，这一指标用作选择工艺流程的依据。3-8简述离子膜法电解原理3-+答：利用离子交

37、换膜代替隔膜。离子交换膜微孔中，挂有磺酸基团（-so）其上有可交换的na+能与阳极电解液（盐水）中的na进行交换，客观上看到的是na经微孔进入阴极室，而阳3极电解液中的cl或阴极室中的oh因受-so的排斥，不能经微孔流入阴极室或阳极室。因此，经过放电，在阳极室可得到CI2及低浓度食盐水，在阴极室得到h2和低浓度纯naoh溶液。2+2+3+3+若阳极电解液（盐水）中含有多价阳离子（如Ca、mg、al和fe等）按上述原理也会与3-+-S0的na交换，从而占据了部分交换位臵，是离子交换膜的交换na的能力下降，故原料盐水的脱多价阳离子相当重要，只有将他们脱除至某一指标后，才能用作电解液。第四章无机化工反应单元工艺1培烧和煅烧有哪些相同和不同之处？试写出培烧和煅烧化学反应式各一条，举例说明培烧和煅烧的工业应用。答：焙烧是将化学矿石在空气、氢气、氯气、一氧化碳、二