化工工藝學(xué)期末復(fù)習(xí)題答案

..精選實用文檔..精選合成氨合成氨生產(chǎn)過程主要分為哪幾個工序？以煤為原料以天然氣為原料2.天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化制氣的主反響和副反響有哪些？抑制副反響的策略如何？主要反響主要副反響抑制副反響：為控制積碳，增加水蒸汽用量以調(diào)整氣體組成和選擇適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力來解決。從反響平衡及副反響來看，水碳比高，剩余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用較高的水碳比，約～轉(zhuǎn)化為可逆反響，溫度越高，平衡轉(zhuǎn)化率越高，從組成計算看出，1000℃以上CH4含量才小于0.5%，要求設(shè)備的耐高溫性能。3.為什么采用兩段轉(zhuǎn)化？兩段轉(zhuǎn)化的供熱方式各有什么不同？如何確定和控制二段轉(zhuǎn)化的溫度？全部采用高溫轉(zhuǎn)化，設(shè)備費用和操作費用太高，所以采用低溫(700～800℃)轉(zhuǎn)化和高溫(1200℃)轉(zhuǎn)化的兩段方式。一段溫度對合金鋼管要求低，用合金鋼管保證傳熱和供熱；二段采用磚內(nèi)襯的絕熱設(shè)備，并通入一定比例的空氣與一段的H2反響產(chǎn)生熱量和高溫(1200～1400℃)，保證CH4轉(zhuǎn)化徹底，同時參加了合成氨需要的原料N2。二段爐溫度：按甲烷控制指標(biāo)來確定。壓力和水碳比確定后，按甲烷平衡濃度來確定溫度，要求，出口溫度應(yīng)為1000℃左右。凱洛格(Kellogg)甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化工藝流程..精選實用文檔..精選1-鈷鉬加氫反響器；2-氧化鋅脫硫罐；3-對流段；4-輻射段(一段爐)；5-二段轉(zhuǎn)化爐；6-第一廢熱鍋爐；7-第二廢熱鍋爐；8-汽包；9-輔助鍋爐；10-排風(fēng)機4.天然氣中的硫成分有哪些？干法脫硫和濕法脫硫的主要方法有哪些？其適用范圍有何區(qū)別？硫化氫(H2S)，同時此外還可能有一些有機硫化物，如硫醇(C2H5SH)、硫醚(CH3SCH3)及噻吩(C4H4S)、二硫化碳(CS2)等。干法脫硫：一般適用于含S量較少的情況氧化鋅法、鈷鉬加氫法、氫氧化鐵法、活性碳法等濕法脫硫：一般適用于含S量較大的場合化學(xué)吸收法、物理吸收法和化學(xué)物理綜合吸收法等5.氧化鋅脫硫的工作原理是什么？其工藝流程和工藝條件如何？氧化鋅脫硫法也可以脫除硫醇、硫醚等有機硫，但反響速度較慢，一般選擇較高的溫度350～400℃，才能獲得較快的反響速度。反響式如下：在有H2存在時，一些有機硫可先轉(zhuǎn)化為H2S，再被氧化鋅所吸收，反響式如下：..精選實用文檔..精選流程1：硫含量較高流程2：硫含量較低6.變換工序的反響原理和主要任務(wù)是什么？為什么要分中溫變換和低溫變換？是將原料氣中的CO變成CO2和H2。H2是合成氨需要的原料成份，CO2在后面的脫碳和甲烷化兩個工序中除去，作為生產(chǎn)尿素或食品級CO2的原料。變換反響為放熱反響，溫度升高，平衡常數(shù)減小。為了變換過程進(jìn)行徹底，要求盡可能低的反響溫度；但溫度低，反響速度必然減緩7.苯菲爾脫碳的主要化學(xué)反響和脫碳原理是什么？再生指數(shù)(碳化度)的定義是什么？原理：CO2的吸收過程是CO2與K2CO3反響生成KHCO3。但是由于受反響速度的限制，氣體中CO2與溶液中K2CO3的反響速度較慢。為了加快CO2在K2CO3溶液中的吸收速度，通常在K2CO3溶液中又添加了一種催化劑二乙醇胺再生指數(shù)(碳化度)的定義：每摩爾K2CO3所已經(jīng)吸收的CO2摩爾數(shù)，即溶液中K2CO3轉(zhuǎn)化為KHCO3的轉(zhuǎn)化度?；蔔H3和CO2合成尿素的化學(xué)反響過程與相態(tài)?！仓攸c〕上述兩個反響中，第一個反響為快速放熱反響，反響程度很大，生成溶解態(tài)的氨基甲酸銨；第二個脫水生成尿素的反響為慢速吸熱反響，且為顯著可逆反響。2.尿素合成反響過程的主要副反響及控制措施?！彩煜ぞ托小钞?dāng)溫度在60℃以下時，尿素水解緩慢；溫度到100℃時尿素水解速度明顯加快；溫度在145℃以上時，水解速度劇增。尿素濃度低時，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.尿素生產(chǎn)的氨汽提法流程中，合成塔出來的尿素溶液主要經(jīng)過了那些設(shè)備，溶液的溫度、壓力、組成如何？〔常識了解〕設(shè)備：氣提塔，降膜分解器，目前，工業(yè)合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反響合成的，溫度的影響：溫度較低時平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加，在190℃時達(dá)最大，溫度進(jìn)一步升高，平衡轉(zhuǎn)化率反而下降。一般選擇尿素合成溫度為180～190℃組成的影響：CO2過量對轉(zhuǎn)化率影響很小，氨過量那么明顯提高轉(zhuǎn)化率。氨碳比的影響如右圖。水碳比增加0.1，轉(zhuǎn)化率下降約1％。不同工藝選擇的合成過程物料比不同。如：水溶液全循環(huán)法氨碳比4.0，水碳比0.65～0.7；汽提法工藝氨碳比2.9～3.1，水碳比0.3～0.4。..精選實用文檔..精選壓力的影響：壓力對液相反響的影響很小。但由于體系存在惰性氣體和氣液平衡，操作壓力應(yīng)該大于平衡壓力4.硝酸銨的主要用途是什么？1．硝銨是重要的氮肥，特別適用于溫度低的旱田。還是制造復(fù)合肥料的原料。2.硝銨是炸藥的主要原料。(N2O，笑氣)的原料。5.濕法磷酸是用磷酸為催化劑、硫酸溶液分解磷礦的過程，磷礦以Ca5F(PO4)3為主，還有Si、Fe、Al等雜質(zhì)元素，試分析一下反響過程的主、副反響及其產(chǎn)物，并說明副反響對反響過程的影響。主反響：一步反響過程兩步反響過程:副反響：副反響不僅損失磷，而且沉淀會包裹在礦石外表，阻止酸分解反響的進(jìn)一步進(jìn)行，產(chǎn)生“鈍化現(xiàn)象〞。硫酸和硝酸工業(yè)上曾經(jīng)氧化SO2制硫酸的方法有哪些？寫出其主要反響式。亞硝基法和接觸法亞硝基法接觸法S+O2→SO22SO2+O2→2SO32SO3+H2O→H2SO4硫鐵礦的主要成分是什么？焙燒硫鐵礦的主要化學(xué)反響有哪些？FeS2..精選實用文檔..精選主要反響2FeS2=2FeS+S2S2+O2=SO2焙燒硫鐵礦的設(shè)備是什么？根據(jù)物料狀態(tài)，設(shè)備內(nèi)可分幾個區(qū)域？各區(qū)域的物料特點是什么？t/℃lgkt/℃lgk441560727977460～560℃為第一階段，斜率大，活化能大。溫度升高，反響速率增加很快。化學(xué)反響受動力學(xué)(速度)控制。560～720℃為過渡階段，反響速度受溫度影響較小。>720℃為第三階段，反響速度隨溫度升高再增加，但增加幅度小。實驗證明，第三階段活化能較小，焙燒反響主要受氧擴散的控制。SO2氧化為SO3的溫度、壓力、SO2含量等工藝條件如何？溫度：在催化劑活性溫度范圍內(nèi)催化劑床層溫度應(yīng)沿最正確溫度線變化，即先高后低壓力：二氧化硫氧化反響是體積減小的反響，提高壓力可提高平衡轉(zhuǎn)化率SO2含量：根據(jù)硫酸生產(chǎn)總費用最低的原那么來確定二氧化硫的起始濃度，最適宜的最終轉(zhuǎn)化率與所采用的工藝流程、設(shè)備和操作條件有關(guān)。SO3的吸收過程通常采用發(fā)煙硫酸或/和濃硫酸吸收，為什么采用濃度為98.3%的濃硫酸？濃度太高、太低有什么影響？確定吸收塔操作溫度主要考慮哪些方面的因素？如下圖，在任何溫度下選擇濃度為98.3%的硫酸作為吸收液比擬適宜。假設(shè)吸收酸濃度太低，因水蒸氣分壓增高，易形成酸霧；但假設(shè)吸收酸濃度太高，那么液面上SO3分壓較高，氣相中的不能完全被吸收。因為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)煙硫酸游離SO3濃度為21%。從上表看出，在氣體中SO3濃度為7％時，那么說明吸收酸溫不能超過80℃。不同轉(zhuǎn)化氣SO3濃度下，SO3吸收率與溫度的關(guān)系如右圖所示，其中7.4%的曲線與上表數(shù)據(jù)一致?？梢?，溫度升高，吸收率下降；氣相SO3濃度增加，吸收率上升。制硝酸氨氧化的主要反響，其相態(tài)、熱效應(yīng)、反響平衡、催化劑等有什么特點？主要副反響有哪些？主反響副反響..精選實用文檔..精選在反響溫度下，上述反響的平衡常數(shù)都很大。如果對反響不加控制，氨和氧反響的最終產(chǎn)物必然是N2。要得到希望的產(chǎn)物NO，不能從反響熱力學(xué)去改變化學(xué)平衡來到達(dá)目的，只能從反響動力學(xué)方面去著手。即尋找一種選擇性的催化劑，抑制不希望的反響。目前最好選擇性的催化劑是鉑。純堿和燒堿復(fù)習(xí)思考題純堿中的重堿是什么意思？密度為的純堿氨堿法制純堿的主要原料有哪些？制堿過程的主要反響有哪些？主要副產(chǎn)物是什么？原料：氯化鈉(NaCl)和碳酸鈣(CaCO3)主要反響主要副產(chǎn)物CaONH4Cl從干鹽相圖分析，為什么在P1點NaHCO3的結(jié)晶析出最多？且Na利用率最高？如何控制操作點的位置。升高溫度對最正確操作點P1、Na利用率和NaHCO3結(jié)晶有什么影響？右圖中，ⅠP2、P2Ⅱ、P2P1、P1Ⅲ、P1Ⅳ為飽和線；1,2,3區(qū)為NaHCO3、NH4HCO3、NH4Cl的析出區(qū)；P1點可析出三種結(jié)晶。氨鹽水碳酸化后的組成在AC線上。如果只需析出NaHCO3時，組成應(yīng)R-S線內(nèi)，超過S析出NH4HCO3,超過R析出NaCl。如果總組成在X點，T點為飽和溶液，結(jié)晶與溶液比為TX:XD，比值越大，析出結(jié)晶越多?？梢奝1點操作最好。..精選實用文檔..精選氨鹽水碳化是在什么設(shè)備中進(jìn)行的？CO2經(jīng)氨鹽水吸收，生成氨基甲酸銨、碳酸氫銨、最終生成碳酸氫納，各步驟的速度、溫度有何特點？氨鹽水碳酸化是在碳酸化塔中進(jìn)行隨著CO2的不斷溶解，溶液中過量的氨基甲酸銨進(jìn)一步發(fā)生水解反響。甲銨水解是慢反響，是碳酸化的控制步驟：當(dāng)PH值>10.5的強堿性時，碳酸氫鹽也存在下述離解反響當(dāng)氨鹽水被碳酸化到達(dá)一定程度，HCO3-積累超過溶度積，析出碳酸氫鈉：氨鹽水進(jìn)塔溫度約30~50℃，中部溫度升到60℃左右，中部不冷卻，但下部要冷卻，控制塔底溫度在30℃以下，保證結(jié)晶析出。碳化塔中部溫度高，一方面反響本身有一些熱量放出，另一方面主要是考慮結(jié)晶初期溫度高一點對晶粒長大有利，可形成較大晶體以利過濾。同時冷卻速度不宜過快，過快可能形成結(jié)晶漿，難于過濾別離。工業(yè)生產(chǎn)燒堿的方法有哪些？電解法生產(chǎn)燒堿的原料、電極反響、總化學(xué)反響是什么？精制食鹽水時，其中的鎂、硫酸根雜質(zhì)如何去除？方法：生產(chǎn)氫氧化鈉通常用電解法(NaCl為原料)、苛化法(Na2CO3為原料)。原料：NaCl水溶液電極反響：總反響：除去雜質(zhì)：去除鎂離子的方法用OH-而沉淀Mg(OH)2出來：少量硫酸鹽對電解過程影響大，在這一步也要除去：..精選實用文檔..精選煤的化學(xué)加工1.煤的結(jié)構(gòu)及煤氣化原理。煤的根本結(jié)構(gòu)單元為縮合芳烴及環(huán)烷烴及多種側(cè)鏈，雜原子及官能團(tuán)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型－整體平均結(jié)構(gòu)單元模型－有機質(zhì)煤氣化原理：煤氣化是煤與氣化劑作用生成氣體混合物的反響過程。目的是將煤轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w。煤氣化過程包含煤的熱解、半焦的氣化等過程。2.煤氣化主要方法及能量利用。煤氣化方法有多種，氣化爐也有多種?？煞譃楣潭ù?、沸騰床、氣流床三種形式。3.費托合成原理?；瘜W(xué)反響根本反響：nCO+2nH2(CH2)n＋nH2O△H=-158kJ/mol(250oC)H2O+COCO2+H