化工工藝學(xué)簡答題

1、1在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，影響反應(yīng)平衡和速率、關(guān)系到生產(chǎn)過程效率的重要因素有哪些？答：溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間、原料純度及配比和惰性介質(zhì)濃度。2工業(yè)使用的催化劑有哪些性能指標(biāo)？催化劑的基本特征是什么？答：活性、選擇性和壽命；催化劑是參與了反應(yīng)的，但反應(yīng)終了時(shí)，催化劑本身未發(fā)生化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量的變化催化劑只能縮短到達(dá)化學(xué)平衡的時(shí)間（即加速作用），但不能改變平衡催化劑具有明顯的選擇性，特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)。3化工過程中經(jīng)常用流程圖來描述所生產(chǎn)的化工工程，工藝流程圖中包括哪些內(nèi)容？答：帶控制點(diǎn)的工藝流程圖包括全部工藝設(shè)備、物料管路、閥件、主要管路、輔助管路和管徑，以及工藝和自控儀表的圖例、符號(hào)等。4、

2、烴類熱裂解過程中存在許多二次反應(yīng)，請(qǐng)問：什么是二次反應(yīng)？為什么要抑制二次反應(yīng)？答：一次反應(yīng)：原料烴在裂解過程中首先發(fā)生的原料烴的裂解反應(yīng)。二次反應(yīng)：一次反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生的后繼反應(yīng)。二次反應(yīng)的發(fā)生，不僅多消耗了原料，降低了主產(chǎn)物的產(chǎn)率，而且結(jié)焦生炭會(huì)惡化傳熱，堵塞設(shè)備，對(duì)裂解操作和穩(wěn)定生產(chǎn)都帶來極不利的影響，應(yīng)設(shè)法抑制其進(jìn)行。5、什么叫停留時(shí)間，停留時(shí)間對(duì)裂解產(chǎn)物分布有何影響？答：物料從反應(yīng)開始到達(dá)某一轉(zhuǎn)化率時(shí)在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)歷的時(shí)間叫停留時(shí)間。由于存在二次反應(yīng)，故每一種原料在某一特定溫度下裂解時(shí)，答：裂解氣中含H2S,CO2,H2O,C2H2,CO等氣體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的含量答：裂解氣中含H2S,C

3、O2,H2O,C2H2,CO等氣體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的含量都有一個(gè)得到最大乙烯收率的適宜停留時(shí)間。6、烴類熱裂解反應(yīng)為什么要加入稀釋劑？工業(yè)上常采用什么作為稀釋劑？為什么？答：添加稀釋劑可降低烴分壓，這樣設(shè)備仍可在常壓或正壓操作，而烴分壓則可降低。采用水蒸氣做稀釋劑。裂解反應(yīng)后通過急冷即可實(shí)現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會(huì)增加裂解氣的分離負(fù)荷和困難；水蒸氣熱容量大，使系統(tǒng)有較大熱慣性，當(dāng)操作供熱不平穩(wěn)時(shí)，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護(hù)爐管防止過熱；脫除積炭，爐管的抑制裂解原料所含硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕；鐵和鎳能催化烴類氣體的生碳反應(yīng)。7、裂解氣的精餾分離系統(tǒng)中，何種情況下采用中間冷凝器和中間再沸器？中間

4、冷凝器和中間再沸器分別設(shè)在什么地方？并分析其利弊。答：對(duì)于頂溫低于環(huán)境溫度，而且頂?shù)诇夭钶^大的精餾塔，在精餾段設(shè)置中間冷凝器，在提餾段設(shè)置中間再沸器，中間冷凝塔優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省能耗塔頂可省去外來冷劑制冷的冷凝器降低乙烯的損失；缺點(diǎn)：若中間冷凝器負(fù)荷大時(shí)會(huì)導(dǎo)致板數(shù)增加，投資經(jīng)費(fèi)增加中間再沸器優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省能量有助于回收冷量缺點(diǎn)：一般塔板數(shù)會(huì)大于不設(shè)中間再沸器的板數(shù)8、裂解氣在進(jìn)行深冷分離之前為什么需要進(jìn)行凈化處理？凈化主要為了除去哪些雜質(zhì)？用什么方法除掉這些雜質(zhì)？電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)雖不大，但對(duì)深冷分離過程是有害的，而且這些雜質(zhì)不脫除，會(huì)使產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)

5、到產(chǎn)品所要求的規(guī)格，必須脫除這些雜質(zhì)，對(duì)裂解氣進(jìn)行凈化。采用堿洗法和乙醇胺法除掉酸性氣體；吸附法進(jìn)行干燥；溶劑吸收法和催化加氫法脫炔。9、分別從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度闡述工業(yè)生產(chǎn)中氨合成反應(yīng)的特點(diǎn)。答：氨合成反應(yīng)的特點(diǎn)為：放熱、可逆、體積縮小、有催化劑。從平衡觀點(diǎn)看,氨合成是放熱反應(yīng)，低溫有利于NH3的生成,但在沒有催化劑的室溫條件下，氫氮?dú)獠荒苌砂?，因此氨合成反?yīng)需要催化劑，當(dāng)溫度較低時(shí)催化劑的活性不能很好地發(fā)揮,不利于NH3的生成,所以反應(yīng)有一個(gè)最適宜溫度，生產(chǎn)中應(yīng)及時(shí)移走反應(yīng)熱.氨合成反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，提高壓力有利于反應(yīng)向正方向進(jìn)行，壓力愈高平衡時(shí)的NH3含量就愈高.另外，氣體成分對(duì)氨

6、的合成也有影響，惰性氣含量高會(huì)降低有效氣體成分的分壓，不利于氨的合成；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。10、什么是空速？合成氨時(shí)，為什么要采用合適的空速？空速過大過小會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？答：空速：單位時(shí)間通過單位體積的催化劑的標(biāo)準(zhǔn)氣體體積量?？账僦苯佑绊懞铣上到y(tǒng)的生產(chǎn)能力，空速太小，生產(chǎn)能力低，不能完成任務(wù)；空速過高，減少了氣體在催化床層的停留時(shí)間。合成率降低，循環(huán)氣量要增大，能耗增加，同時(shí)氣體中氨含量下降，增加了分離產(chǎn)物的困難。過大的空速對(duì)催化劑床層穩(wěn)定操作不利，導(dǎo)致溫度下降，電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)乙苯的轉(zhuǎn)HCN和有對(duì)于量大而影響正常生產(chǎn)。11、寫出乙苯脫氫制苯乙烯的化學(xué)

7、反應(yīng)式，分析生產(chǎn)過程中溫度、空速和催化劑顆粒度對(duì)反應(yīng)選擇性的影響。答：c8hl0c8h8+h2溫度升高有利于乙苯的裂解和加氫裂解，隨著溫度的升高，化率增加，而苯乙烯的選擇性下降。而溫度降低時(shí)，副反應(yīng)減少，有利于苯乙烯選擇性的提高?？账俚?，接觸時(shí)間增加，副反應(yīng)加劇，選擇性下降。選擇性隨催化劑顆粒度的增加而降低。12、乙烯氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷時(shí)為什么要加入抑制劑？答：抑制劑的作用是使催化劑表面部分可逆中毒，使活性適當(dāng)降低，減少深度氧化，提高選擇性。13、丙烯腈生產(chǎn)過程中的廢水主要來自哪里？簡要回答含腈廢水是怎樣進(jìn)行處理的。答：廢水主要來自反應(yīng)生成水和工藝過程用水。對(duì)于量少而機(jī)腈化物含量高的廢水，添加輔

8、助燃料后直接焚燒處理；腈化物含量較低額廢水，可采用生化法處理。14、什么是爆炸極限？為什么苯酐能在爆炸極限內(nèi)生成？應(yīng)采取哪些安全措施？答：選擇性氧化過程中，烴類及其衍生物的氣體或蒸汽與空氣或氧化物形成混合物，在一定的濃度范圍內(nèi)，由于引火源如明火、高溫或靜電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致極短時(shí)間內(nèi)體系溫度和壓力急劇上升，火焰迅速傳播，最終發(fā)生爆電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)炸。該濃度范圍稱為爆炸極限。電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)電火花等因素的作用

9、，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)壓力的改變對(duì)爆炸下限的影響較小，但對(duì)上限有明顯影響。壓力增加，電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)爆炸上限明顯提高，反之，則下降。當(dāng)壓力降至某一值時(shí)，上下限重電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)合，此時(shí)的壓力為爆炸的臨界壓力，低于臨界壓力，體系不會(huì)爆炸。安全措施：為了安全起見，在確定進(jìn)料和配比時(shí)，大部分工業(yè)氧化還電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)原反應(yīng)還是在爆炸極限以外。還可以加入惰性氣體作致穩(wěn)劑。15、工業(yè)上用甲醇為原料生產(chǎn)醋酸有BASF高壓法和Monsnato低壓法，電火花等因素的作用，該混合物會(huì)自動(dòng)迅速發(fā)生支鏈型連鎖反應(yīng)，導(dǎo)這兩種方法合成醋酸的化學(xué)原理和反應(yīng)過程是否相同？催化劑是什么？低壓法在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性很大，但其不利條件是什么？答：化學(xué)原理基本相同，反應(yīng)過程大同小異。高壓法采用鈷碘作為催化劑，低