化学工艺学知识点总结全解

1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，经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响转变为产品的方法和过程，包含实现这类转变的全部化学的和物理的措施。3、化学工艺学是依据化学、物理和其余科学的成就，争论综合利用各种原料生生产上安全的化工生产工艺的学科。4、21世纪，化学工业的进展趋向？答：〔1〕产品构造精巧化和功能化；〔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削减或除掉对人类安康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段。6、化学工业的根底原料指可以用来加工生产化工基根源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响、化工单元操作等加工方法生产出来的物料〔品〕。煤化工：以煤为原料，经过化学加工转变为气体、液体和固体燃料及化学品的工业。煤的干馏：是指在间隔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。．一次加工方法主要包含一次加工和二次加工，一次加工方法主要包含常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是一种利用液体混杂物中各组分挥发度的差异〔沸点不一样〕进展分其余方法，是一种没有化学反响的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。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。催化重整：是在铂催化剂作用下加热汽油馏分()，使此中的烃类分子重摆列形成分子的工艺过程。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承受 80～180℃馏分。．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响，转变为航空煤油、柴油、汽油平和体等产品的加工过程。化工生产过程一般可概括为原料预办理、化学反响和产品分别与精制三大步骤。原料的预办理的主要目的是使初始原料到达反响所需要的状态和规格。18、化学反响是化工生产的中心。实现化学反响过程的设备称为反响器〔釜或塔〕。19、产品分别与精制目一是获得吻合规格的产品，二是回收、利用副产物。20、组织工艺流程时应依据的原则有哪些？答：〔1〕工艺路线技术先进，生产运转安全靠谱，经济指标先进合理；〔2〕原料和能量利用充分合理；〔3〕单元操作适合，设备选型合理；〔4〕工艺流程连续化、自动化；〔5〕安全措施适合，“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、催化剂的失活原由一般分为中毒、结焦和拥堵、烧结和热失活三大类。22、固体催化剂在使用中应留意事项有哪些？答：〔1〕要防范已复原或已活化好的催化剂与空气接触；〕原料肯定经过净化办理，使用过程中要防范毒物与催化剂接触；〕要严格掌握催化剂使用温度，使其在催化剂活性温度范围内使用，防范催化剂床层温度局部过热，省得烧坏催化剂。〕要保持正常操作条件〔如温度、压力、反响物配比、流量等〕稳固，尽量削减颠簸。〕开车时要保持缓慢的升温、升压速率，温度、压力的突然变化简洁造成催化剂的粉粹，要尽量削减开车、泊车的次数。第一章化学工艺根底化工原料依据物质根源可分为无机原料和有机原料两大类。煤化工包含煤的干馏〔包含炼焦和低温干馏〕，气化，液化和合成化学品等。原油：从油井中开采出来没有经过加工办理的石油叫原油，它是一种有气味的棕黑色或黄褐色黏稠液体。一次加工：一次加工方法主要包含常压蒸馏和减压蒸馏。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。化工生产过程：一般可概括为原料预办理，化学反响和产品分别与精制三大步骤。选择性：是指系统中转变为目的产物的某反响物量与参与全部反响而转变的该反响物总量之比，用符号S表示。表达式为：转变为目的产物的某反响物的量该反响物的转变总量催化剂失活原由一般分为中毒，结焦和拥堵，烧结和热失活三大类。催化剂使用留意事项：〕要防范已复原或已活化好的催化剂与空气接触；〕原料肯定经过净化办理，使用过程中要防范毒物与催化剂接触；〕要严格掌握操作温度，使其在催化剂活性温度范围内使用，防范催化剂床层温度局部过热，省得烧坏催化剂；〕要保持正常操作条件的稳固，尽量削减颠簸；〕开车时要保持缓慢的升温，升压速率，温度，压力的突然变化简洁造成催化剂的粉碎，要尽量削减开，泊车的次数。第四章 烃类热裂解烃类热裂解：是指以石油系烃类为原料，利用石油烃在高温下的不稳固、易分解的性质，在间隔空气和高温条件下使大分子的烃类发生断链和脱氢等反响，以制取初级烯烃的过程。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别精制两局部构成。一般将简单的裂解反响概括为一次反响和二次反响。一次反响：是指原料烃〔主假设是烃类和环烷烃〕经热裂解生成乙烯和丙烯等初级烯烃的反响。35二次反响：是指一次反响的产物乙烯、丙烯等初级分子烯烃进一步发生反响生成多种产物，直至最终生焦或炭。乙烷裂解的自由基反响包含链引起、链增加反响和链停顿反响 3个阶段。各种烃热裂解的难易序次可概括为：异构烷烃芳烃

>正构烷烃>环烷烃〔C6 >C从热力学角度分析，裂解是吸热反响，理论上烃类裂解制乙烯的最适合温度一般在750～900℃。裂解的深度取决于裂解温度和逗留时间。管式炉裂解技术的反响设备是裂解炉，它既是乙烯装置的中心，又是开掘节能潜力的要点设备。石油烃类裂解的操作条件宜承受高温、短逗留时间、低烃分压，产生的裂解气要快速走开反响区。烃类的热裂解过程的特色：〕烃类热裂解是吸热反响；〕烃类热解需在高温下进展，反响温度一般在750℃以上；〕为了防范烃类热裂解过程中二次反响，反响逗留时间很短，一般在0.05～1s；〕热裂解反响是分子数增加的反响，烃分压低有益于原料分子向反响产物分子的反响均衡方向挪动；〕裂解反响产物是简单的混杂物，除了裂解气和液体烃以外，另有固体产物焦生成。2S、CO2、H2O、C2H2、CO等气体杂质。分析其根源主要有三个方面：一是由原料带入；二是裂解反响过程生成；三是裂解气办理过程引入。热泵：是经过做功将低温热源的热量传递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。乙烯装置生产力量的大小实质反响了一个国家有机化学工业的进展水平。烃类热裂解过程特别简单，详尽表此刻一下几个方面：〕原料简单〕反响简单〔3〕产物简单同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，故断键反响比脱氢反响简洁发生。C-CC-HC-CC-H键的键能小，易断裂，所以，带支链的烃简洁裂解或脱氢。带侧链的环烷烃第一经行脱烷基反响，脱烷基反响一般在长侧链的中部开头断裂，始终进展到侧链为甲基或乙基， 而后再一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反响，环烷烃脱氢比开环生成烯烃简洁。在较高的温度下，低分子的烷烃、烯烃有可能分解为碳和氢。正构烷烃在各族烃中最有益于生成乙烯、丙烯。异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃。烃类热裂解过程的特色：〕吸热反响〔高温〕〕体积增大〔低压〕〕易发生二次反响裂解深度：指裂解反响进展的程度。裂解炉设计开发的根本思路是提升裂解过程的选择性和设备的生产力量 。提升裂解过程选择性的主要门路：〕提升反响温度〕缩短逗留时间〕降低烃分压工业上一般承受蒸汽作为稀释剂，其特长有以下几点：〕裂解反响后经过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分别，不会增加裂解气的分别负荷和困难。〕水蒸汽热容量大，使系统有较大的热惯性，当操作供热担忧稳时可以起到稳固温度的作用，保护炉管防范过热。〕抑制裂解原料所含硫对镍络合金炉管的腐化。〕脱除结碳。急冷的方法有两种：一种是直接急冷，一种是间接急冷。裂解气的净化与分别目的是除掉裂解气中的有害杂质。工业生产上承受的裂解气分别方法主要有：油吸取精馏分别法、深冷分别法、吸附分别法、络合物分别法。工业上脱水的方法有多种，如冷冻法、吸取法、吸附法。增补：第5章 芳烃转变过程石油芳烃主要根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变反响主要有： 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：是指两个同样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响。烷基转移是指两个不一样的芳烃分子之间发生烷基转移的反响。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代替生成烷基芳烃的反响。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响。催化加氢反响在化学工业中一是用于合成有机产品，二是用于好多化工产品的加氢精制。骨架催化剂：将拥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，溶解此中的铝或硅，获得活性金属构成的骨架状物质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。CAC6H5CH3>C6H6>C6H4〔CH3〕2>C6H3〔CH3〕3BC6H4〔CH3〕2>C6H6>C6H5CH3>C6H3〔CH3〕3CC6H6>C6H5CH3>C6H4〔CH3〕2>C6H3〔CH3〕3DC6H6>C6H5CH3>C6H3〔CH3〕3>C6H4〔CH3〕26炔烃、二烯烃、单烯烃、芳烃混杂在一起加氢时，其反响速率序次为 D>>>芳烃>>>芳烃>>>炔烃>>>芳烃绝热式反响器乙苯脱氢工艺中，水蒸气和乙苯的摩尔比为 AA.14：1B.13：1C.12：1D.10：1Ni、PdPt等金属分别于载体上，以提升催化剂活性组分的分别性和平均性，加强催化剂的强度和耐热性。目前工业生产上承受的催化剂大体可分为锌铬系和铜锌〔或铝〕系〔即铜基催化剂〕两大类。低压法合成甲醇工艺流程主要由造气、压缩、合成和精制四大局部构成。第7章 烃类选择性氧化烃类选择性氧化过程的特色答：〔1〕反响放热量大；〔2〕反响不行逆；〔3〕反响过程易燃易爆；〔4〕反响门路简单多样。如何提升烃类选择性氧化安全性？答：〔1〕原料配比必定要掌握在爆炸极限以外；〔2〕在设计氧化反响器时，除考虑设计足够的传热面积准时移走热量外，还要在氧化设备上设上加布防爆口，装上安全阀或防爆膜；〔3〕反响温度最好承受自动掌握，最少要有自动报警系统。〔4〕还可以承受惰性气体的方法稀释作用物，以削减反响的剧烈程度，防范发生爆炸。非均相催化氧化主假设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。气固相催化氧化反响都是强放热反响，工业上常用的反响器有两种：列管式固定床反响器和流化床反响器。流化床反响器是一种利用气体或液体经过固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进展气固相反响过程或液固相反响过程的反响器。流化床反响器从其构造来看自下而上大体分为锥形体、反响段和扩大段三局部。简述液相均相催化氧化技术优弊端。主要特长：反响物与催化剂同相，不存在固体外表上活性中心性质及分布不平均的问题，作为活性中心的过渡金属活性高，选择性好；反响条件不太苛刻，反响比较平稳，易于掌握；反响设备简洁，容积小，生产力量高；缺乏之处：〕反响温度寻常不太高，所以反响热利用率较低；〕在腐化性较强的系统中要承受特别材质；〕配位催化氧化反响系统需用贵金属盐作为催化剂，所以肯定分别回收。工业上常用的非均相反响器有两种：列管式固定床反响器和流化床反响器。热门：列管式反响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，一般反响器内沿轴向温度分布都有一个最高温度。简述丙烯腈生产过程中参加水蒸汽的作用答：〔1〕水蒸汽可促使产物从催化剂外表分析出来，从而防范丙烯腈深度氧化；〔2〕参加水蒸气后可起到降低反响物浓度作用，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，参加水蒸气可以带走大批的反响生成热，使反响温度易于掌握；〔4〕参加水蒸气对催化剂外表的积炭有清楚作用。8章羰基合成羰基化反响：在