化工工藝簡答題

1、.第三章：一 簡答第一章 1.甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的同時會產(chǎn)生哪些析碳反應(yīng)？如何控制析碳？防止析碳的主要措施有哪些？如果已有析碳，該如何除去？ 碳黑生成后主要有以下幾點(diǎn)不利：堵塞反應(yīng)管道增大壓降、使局部區(qū)域高溫?fù)p壞催化劑、增大反應(yīng)阻力。從熱力學(xué)分析，幾個析碳反應(yīng)如下： CH4(g) = C (s) + 2H2(g) (3) 2CO(g) = CO2(g) + C(s) (4) CO(g) + H2(g) = C(s) + H2O(g) (5) 只要滿足下列條件其中之一就可避免析碳： 防止析碳的主要措施是適當(dāng)提高水蒸氣用量，選擇適宜的催化劑并保持良好的活性，控制含烴原料的預(yù)熱段溫度不要太高等。2.甲

2、烷蒸氣轉(zhuǎn)化時，生產(chǎn)上為什么采用二段轉(zhuǎn)化？如何實(shí)現(xiàn)？ 為什么用二段轉(zhuǎn)化方式？ 轉(zhuǎn)化率高必須轉(zhuǎn)化溫度高，全部用很高溫度，設(shè)備和過程控制都不利，設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用都高。采用二段方式，一段溫度只在800C左右，對合金鋼管要求低，材料費(fèi)用降低。在二段才通入空氣，使與一段的H2反應(yīng)產(chǎn)生高溫，保證二段中轉(zhuǎn)化較為完全。 一段爐溫度 主要考慮投資費(fèi)用及設(shè)備壽命，一般選擇760800 。 原因：一段爐最重要最貴的合金鋼管在溫度為950時壽命8.4萬小時，960 時減少到6萬小時。一段爐投資約為全廠30，其中主要為合金鋼管。 二段爐溫度 主要按甲烷控制指標(biāo)來確定。壓力和水碳比確定后，按平衡甲烷的濃度來確定溫度。一般

3、要求yCH40.005,出口溫度應(yīng)為1000C左右。實(shí)際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)化爐出口溫度比達(dá)到出口氣體濃度指標(biāo)對應(yīng)的平衡溫度高，這個差值叫平衡溫距。 DTTTe（實(shí)際溫度平衡溫度） 平衡溫距低，說明催化劑活性好。一、二段平衡溫距通常分別為1015 C和1530 C 。6.變換工序主要任務(wù)是什么？為什么要分中壓變換和低壓變換？各部分特點(diǎn)如何？ 變換的作用是將原料氣中的CO變成CO2和H2。H2是合成氨需要的最重要成份。CO、CO2對氨的合成有害，后面工序還需將其除去。 中變(高變)催化劑 中變催化劑一般用鐵鉻催化劑，其主要成份為： Fe2O3 低變催化劑一般用銅催化劑。其主要成份為：CuO 7.脫碳工序基

4、本原理和流程特點(diǎn)是什么？能量消耗主要在哪個設(shè)備上？ 基本原理 主要化學(xué)反應(yīng)為：CO2(aq)+K2CO3(aq)+H2O(aq)=2KHCO3(aq) 為了提高反應(yīng)速度和增加碳酸氫鉀的溶解度，吸收在較高溫度（105-130）下進(jìn)行，故稱熱碳酸鉀法。主要分脫碳和再生兩部分，再生需要供給很多熱量，也是合成氨中耗能的一個較重要部位。8.氨合成流程中先分離氨與后分離氨為什么都可采用？各自特點(diǎn)如何？簡述軸向和徑向冷激式合成塔的特點(diǎn)。 一種徑向冷激式合成塔如圖1.40。其優(yōu)點(diǎn)是：氣體通過床層路徑短，通氣面積更大，阻力更?。贿m宜用更小粒度催化劑，提高內(nèi)表面積，減少內(nèi)擴(kuò)散影響；催化劑還原均勻；降低能耗，更適宜

5、于離心式壓縮機(jī)。第三章：1. 硫鐵礦焙燒時發(fā)生哪些反應(yīng)？如何回收硫鐵礦焙燒是放出的大量熱量？對回收熱量的設(shè)備有什么特殊要求？2FeS2 = 2FeS + S2 S2 + O2 = SO2 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 焙燒時放出大量的熱，爐氣溫度850950C，若直接通入凈化系統(tǒng)，設(shè)備要求高。直接冷卻后凈化也是能量的極大浪費(fèi)。通常設(shè)置廢熱鍋爐來回收熱量，或產(chǎn)蒸汽發(fā)電或直接推動動力機(jī)械作功。 硫鐵礦廢熱鍋爐的特殊性：1.含塵量大，不要直接沖擊鍋爐管，注意爐管排列間距要大，防止積灰。2. 含S量大，腐蝕性強(qiáng)，注意防止SO3在壁內(nèi)冷凝。所以應(yīng)采用較高壓力以提高SO3露點(diǎn)，防止腐

6、蝕。3.防止?fàn)t氣泄漏和空氣進(jìn)入爐內(nèi)。2.酸霧是如何形成的？可采用什么措施清除？爐氣中少量三氧化硫要與水反應(yīng)生成硫酸，溫度較低時，爐氣中大多數(shù)三氧化硫都轉(zhuǎn)化成硫酸蒸汽。當(dāng)氣相中硫酸蒸汽壓大于其飽和蒸汽壓時，硫酸蒸汽就會冷凝。 酸霧霧滴的直徑很小，很難除去，洗滌時只有小部分被酸吸收，大部分只能在后續(xù)的電除霧器中除去。電除霧器的原理與電除塵器一樣，只不過是除去液態(tài)霧滴罷了。 即使用電除霧器，也要采取增大霧滴直徑的基本措施來保證除霧效果。霧滴直徑越大，表面效應(yīng)越少，與平面液體差異越小。工業(yè)上往往設(shè)置冷卻塔既降低溫度又通過增濕來增大霧滴直徑。第四章：1.比較氨堿法和聯(lián)合制堿法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。1、氨堿法的優(yōu)

7、點(diǎn)：原料易于取得且價廉，生產(chǎn)過程中的氨可循環(huán)利用，損失較少；能夠大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，易于機(jī)械化，自動化；可得到較高質(zhì)量的純堿產(chǎn)品。2、氨堿法缺點(diǎn)：是原料利用率低，造成大量廢液廢渣排出，嚴(yán)重污染環(huán)境；碳化后母液中含有大量的氯化銨，需加入石灰乳使之分解，然后蒸餾以回收氨，這樣就必須設(shè)置蒸氨塔并消耗大量的蒸汽和石灰，從而造成流程長，設(shè)備龐大和能量上的浪費(fèi)。3、聯(lián)合制堿法與氨堿法比較有下列優(yōu)點(diǎn)：原料利用率高；不需石灰石及焦碳，降低了很多成本；純堿部分不需要蒸氨塔、石灰窖、化灰機(jī)等笨重設(shè)備，縮短了流程，建長投資花費(fèi)減少；無大量廢液、廢渣排出，可在內(nèi)地建廠。第五章：1.乙烯液相直接氧化法生產(chǎn)乙醛的原理是什么？

8、工藝過程中對該反應(yīng)的主要影響因素有哪些？ 以乙烯、氧氣(空氣)為原料，在催化劑氯化鈀、氯化銅的鹽酸水溶液中進(jìn)行氣液相反應(yīng)生產(chǎn)乙醛?？偦瘜W(xué)反應(yīng)式為： 實(shí)際過程分為如下三步：快速的乙烯氧化反應(yīng)： (1) 控制總反應(yīng)速度的再生反應(yīng)： (2) (3)2.丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的主要工藝條件有哪些？如何確定？ 原料配比 丙烯與氨配比 一般控制氨比為1：1.051.1，氨略為過量。 丙烯與空氣配比 丙烯氨氧化以空氣作氧化劑，理論用量是丙烯：空氣=1：7.3。因?yàn)楦狈磻?yīng)要消耗氧，尾氣中要有過量氧存在以防止催化劑被還原失去活性。一般控制在丙烯：空氣=1：9.512。 反應(yīng)溫度 , 丙烯腈的適宜合成溫度為450，一般控制在470。 反應(yīng)壓力接觸時