化工工艺学期末复习题答案

..精选实用文档..精选合成氨合成氨生产过程主要分为哪几个工序？以煤为原料以天然气为原料2.天然气水蒸汽转化制气的主反响和副反响有哪些？抑制副反响的策略如何？主要反响主要副反响抑制副反响：为控制积碳，增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度、压力来解决。从反响平衡及副反响来看，水碳比高，剩余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比，约～转化为可逆反响，温度越高，平衡转化率越高，从组成计算看出，1000℃以上CH4含量才小于0.5%，要求设备的耐高温性能。3.为什么采用两段转化？两段转化的供热方式各有什么不同？如何确定和控制二段转化的温度？全部采用高温转化，设备费用和操作费用太高，所以采用低温(700～800℃)转化和高温(1200℃)转化的两段方式。一段温度对合金钢管要求低，用合金钢管保证传热和供热；二段采用砖内衬的绝热设备，并通入一定比例的空气与一段的H2反响产生热量和高温(1200～1400℃)，保证CH4转化彻底，同时参加了合成氨需要的原料N2。二段炉温度：按甲烷控制指标来确定。压力和水碳比确定后，按甲烷平衡浓度来确定温度，要求，出口温度应为1000℃左右。凯洛格(Kellogg)甲烷蒸汽转化工艺流程..精选实用文档..精选1-钴钼加氢反响器；2-氧化锌脱硫罐；3-对流段；4-辐射段(一段炉)；5-二段转化炉；6-第一废热锅炉；7-第二废热锅炉；8-汽包；9-辅助锅炉；10-排风机4.天然气中的硫成分有哪些？干法脱硫和湿法脱硫的主要方法有哪些？其适用范围有何区别？硫化氢(H2S)，同时此外还可能有一些有机硫化物，如硫醇(C2H5SH)、硫醚(CH3SCH3)及噻吩(C4H4S)、二硫化碳(CS2)等。干法脱硫：一般适用于含S量较少的情况氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等湿法脱硫：一般适用于含S量较大的场合化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等5.氧化锌脱硫的工作原理是什么？其工艺流程和工艺条件如何？氧化锌脱硫法也可以脱除硫醇、硫醚等有机硫，但反响速度较慢，一般选择较高的温度350～400℃，才能获得较快的反响速度。反响式如下：在有H2存在时，一些有机硫可先转化为H2S，再被氧化锌所吸收，反响式如下：..精选实用文档..精选流程1：硫含量较高流程2：硫含量较低6.变换工序的反响原理和主要任务是什么？为什么要分中温变换和低温变换？是将原料气中的CO变成CO2和H2。H2是合成氨需要的原料成份，CO2在后面的脱碳和甲烷化两个工序中除去，作为生产尿素或食品级CO2的原料。变换反响为放热反响，温度升高，平衡常数减小。为了变换过程进行彻底，要求尽可能低的反响温度；但温度低，反响速度必然减缓7.苯菲尔脱碳的主要化学反响和脱碳原理是什么？再生指数(碳化度)的定义是什么？原理：CO2的吸收过程是CO2与K2CO3反响生成KHCO3。但是由于受反响速度的限制，气体中CO2与溶液中K2CO3的反响速度较慢。为了加快CO2在K2CO3溶液中的吸收速度，通常在K2CO3溶液中又添加了一种催化剂二乙醇胺再生指数(碳化度)的定义：每摩尔K2CO3所已经吸收的CO2摩尔数，即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度。化肥NH3和CO2合成尿素的化学反响过程与相态。〔重点〕上述两个反响中，第一个反响为快速放热反响，反响程度很大，生成溶解态的氨基甲酸铵；第二个脱水生成尿素的反响为慢速吸热反响，且为显著可逆反响。2.尿素合成反响过程的主要副反响及控制措施。〔熟悉就行〕当温度在60℃以下时，尿素水解缓慢；温度到100℃时尿素水解速度明显加快；温度在145℃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。3.尿素生产的氨汽提法流程中，合成塔出来的尿素溶液主要经过了那些设备，溶液的温度、压力、组成如何？〔常识了解〕设备：气提塔，降膜分解器，目前，工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反响合成的，温度的影响：温度较低时平衡转化率随温度升高而增加，在190℃时达最大，温度进一步升高，平衡转化率反而下降。一般选择尿素合成温度为180～190℃组成的影响：CO2过量对转化率影响很小，氨过量那么明显提高转化率。氨碳比的影响如右图。水碳比增加0.1，转化率下降约1％。不同工艺选择的合成过程物料比不同。如：水溶液全循环法氨碳比4.0，水碳比0.65～0.7；汽提法工艺氨碳比2.9～3.1，水碳比0.3～0.4。..精选实用文档..精选压力的影响：压力对液相反响的影响很小。但由于体系存在惰性气体和气液平衡，操作压力应该大于平衡压力4.硝酸铵的主要用途是什么？1．硝铵是重要的氮肥，特别适用于温度低的旱田。还是制造复合肥料的原料。2.硝铵是炸药的主要原料。(N2O，笑气)的原料。5.湿法磷酸是用磷酸为催化剂、硫酸溶液分解磷矿的过程，磷矿以Ca5F(PO4)3为主，还有Si、Fe、Al等杂质元素，试分析一下反响过程的主、副反响及其产物，并说明副反响对反响过程的影响。主反响：一步反响过程两步反响过程:副反响：副反响不仅损失磷，而且沉淀会包裹在矿石外表，阻止酸分解反响的进一步进行，产生“钝化现象〞。硫酸和硝酸工业上曾经氧化SO2制硫酸的方法有哪些？写出其主要反响式。亚硝基法和接触法亚硝基法接触法S+O2→SO22SO2+O2→2SO32SO3+H2O→H2SO4硫铁矿的主要成分是什么？焙烧硫铁矿的主要化学反响有哪些？FeS2..精选实用文档..精选主要反响2FeS2=2FeS+S2S2+O2=SO2焙烧硫铁矿的设备是什么？根据物料状态，设备内可分几个区域？各区域的物料特点是什么？t/℃lgkt/℃lgk441560727977460～560℃为第一阶段，斜率大，活化能大。温度升高，反响速率增加很快。化学反响受动力学(速度)控制。560～720℃为过渡阶段，反响速度受温度影响较小。>720℃为第三阶段，反响速度随温度升高再增加，但增加幅度小。实验证明，第三阶段活化能较小，焙烧反响主要受氧扩散的控制。SO2氧化为SO3的温度、压力、SO2含量等工艺条件如何？温度：在催化剂活性温度范围内催化剂床层温度应沿最正确温度线变化，即先高后低压力：二氧化硫氧化反响是体积减小的反响，提高压力可提高平衡转化率SO2含量：根据硫酸生产总费用最低的原那么来确定二氧化硫的起始浓度，最适宜的最终转化率与所采用的工艺流程、设备和操作条件有关。SO3的吸收过程通常采用发烟硫酸或/和浓硫酸吸收，为什么采用浓度为98.3%的浓硫酸？浓度太高、太低有什么影响？确定吸收塔操作温度主要考虑哪些方面的因素？如下图，在任何温度下选择浓度为98.3%的硫酸作为吸收液比拟适宜。假设吸收酸浓度太低，因水蒸气分压增高，易形成酸雾；但假设吸收酸浓度太高，那么液面上SO3分压较高，气相中的不能完全被吸收。因为标准发烟硫酸游离SO3浓度为21%。从上表看出，在气体中SO3浓度为7％时，那么说明吸收酸温不能超过80℃。不同转化气SO3浓度下，SO3吸收率与温度的关系如右图所示，其中7.4%的曲线与上表数据一致。可见，温度升高，吸收率下降；气相SO3浓度增加，吸收率上升。制硝酸氨氧化的主要反响，其相态、热效应、反响平衡、催化剂等有什么特点？主要副反响有哪些？主反响副反响..精选实用文档..精选在反响温度下，上述反响的平衡常数都很大。如果对反响不加控制，氨和氧反响的最终产物必然是N2。要得到希望的产物NO，不能从反响热力学去改变化学平衡来到达目的，只能从反响动力学方面去着手。即寻找一种选择性的催化剂，抑制不希望的反响。目前最好选择性的催化剂是铂。纯碱和烧碱复习思考题纯碱中的重碱是什么意思？密度为的纯碱氨碱法制纯碱的主要原料有哪些？制碱过程的主要反响有哪些？主要副产物是什么？原料：氯化钠(NaCl)和碳酸钙(CaCO3)主要反响主要副产物CaONH4Cl从干盐相图分析，为什么在P1点NaHCO3的结晶析出最多？且Na利用率最高？如何控制操作点的位置。升高温度对最正确操作点P1、Na利用率和NaHCO3结晶有什么影响？右图中，ⅠP2、P2Ⅱ、P2P1、P1Ⅲ、P1Ⅳ为饱和线；1,2,3区为NaHCO3、NH4HCO3、NH4Cl的析出区；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NaHCO3时，组成应R-S线内，超过S析出NH4HCO3,超过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。..精选实用文档..精选氨盐水碳化是在什么设备中进行的？CO2经氨盐水吸收，生成氨基甲酸铵、碳酸氢铵、最终生成碳酸氢纳，各步骤的速度、温度有何特点？氨盐水碳酸化是在碳酸化塔中进行随着CO2的不断溶解，溶液中过量的氨基甲酸铵进一步发生水解反响。甲铵水解是慢反响，是碳酸化的控制步骤：当PH值>10.5的强碱性时，碳酸氢盐也存在下述离解反响当氨盐水被碳酸化到达一定程度，HCO3-积累超过溶度积，析出碳酸氢钠：氨盐水进塔温度约30~50℃，中部温度升到60℃左右，中部不冷却，但下部要冷却，控制塔底温度在30℃以下，保证结晶析出。碳化塔中部温度高，一方面反响本身有一些热量放出，另一方面主要是考虑结晶初期温度高一点对晶粒长大有利，可形成较大晶体以利过滤。同时冷却速度不宜过快，过快可能形成结晶浆，难于过滤别离。工业生产烧碱的方法有哪些？电解法生产烧碱的原料、电极反响、总化学反响是什么？精制食盐水时，其中的镁、硫酸根杂质如何去除？方法：生产氢氧化钠通常用电解法(NaCl为原料)、苛化法(Na2CO3为原料)。原料：NaCl水溶液电极反响：总反响：除去杂质：去除镁离子的方法用OH-而沉淀Mg(OH)2出来：少量硫酸盐对电解过程影响大，在这一步也要除去：..精选实用文档..精选煤的化学加工1.煤的结构及煤气化原理。煤的根本结构单元为缩合芳烃及环烷烃及多种侧链，杂原子及官能团。网络结构模型－整体平均结构单元模型－有机质煤气化原理：煤气化是煤与气化剂作用生成气体混合物的反响过程。目的是将煤转化成可燃气体。煤气化过程包含煤的热解、半焦的气化等过程。2.煤气化主要方法及能量利用。煤气化方法有多种，气化炉也有多种。可分为固定床、沸腾床、气流床三种形式。3.费托合成原理。化学反响根本反响：nCO+2nH2(CH2)n＋nH2O△H=-158kJ/mol(250ºC)H2O+COCO2+H