化工工艺学-习题考试复习(共17页).docx

精选优质文档-倾情为你奉上第一章 绪论1、化工工艺学：研究由化工原料到化工产品的转化工艺，系指原料物质经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转化的全部化学和物理的措施。2、化工工艺学是研究内容：由化工原料加工成化工产品的生产过程的生产方法、原理、流程和设备。3、化工工艺学的研究目的：是创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。4、化工生产过程：原料预处理、化学反应、产品分离及精制和产品包装与储运四大步骤6、 “三烯三苯一炔一萘”： 乙烯、 丙烯、 丁二烯、苯、 甲苯、二甲苯以及乙炔和萘。7、绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。第二章 化工原料1、化学工业的主要原料：包括煤、石油、天然气和农副产品等。2、煤的化工利用途径主要有煤干馏、煤气化、煤液化 、煤制电石。3、煤的干馏是煤在隔绝空气条件下，加热分解形成气态（煤气）、液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物过程（炼焦、焦化）4、煤的气化以煤、焦炭（半焦）为原料，以水蒸汽、氧气或空气为气化剂，在高温（9001300）条件下，转化成主要含有氢气和一氧化碳的过程。5、对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏；二次加工主要方法有：催化重整、催化裂化、加氢裂化和烃类热裂解等。6、原油预处理：方法：用加破乳剂和高压电场联合作用的脱水脱盐电脱盐脱水。罐注水目的：溶解原油中结晶盐、减弱乳化剂作用、利于水滴聚集。原理：破乳剂和高压电场作用下破乳化，使水凝聚沉降分离。为什么原油要进行预处理：含盐、含水来源；含水增加燃料消耗和冷却水消耗；含盐、-在炉管、换热器管形成盐垢，堵塞管路；设备腐蚀7、原油常减压蒸馏主要设备：常压塔，蒸馏塔。原因：其中350以上的高沸点馏分，在高温（>400）会发生分解和缩合反应，产生焦炭 ，导致管路堵塞. 现代技术通过减压蒸馏可从常压重油中拔出低于550的馏分。8、辛烷值：概念：汽油在内燃机中燃烧时抗爆震性能指标。与汽油组分有关。辛烷值越大抗爆震性越好。规定：异辛烷的辛烷值为100，正庚烷为0，两者按不同比例混合成标准燃料油。提高方法：、添加四醋酸铅（有毒，无铅汽油替代）、催化裂化、催化重整得到芳烃、环烷烃、异构烷烃调整汽油（最好方法）、添加高辛烷值组分如MTBE（MTBE致癌作用）9、原油二次加工概念：重质馏分及渣油再进行化学结构上的破坏加工生成汽油、煤油等轻质油品过程。原油二次加工方法：热裂化、催化裂化、催化加氢裂化、催化重整。10、催化加氢裂化优点：（1）生产灵活性大；（2）产品收率高，质量好；（3）没有焦炭沉积，不需要再生催化剂，可采用固定床反应器；（4）总的过程是放热，反应器中需冷却；（5）加氢裂化所得的汽油辛烷值低，须经重整将它的辛烷值提高。11、催化重整：重要的二次加工方法，以石脑油为原料在催化剂作用下，烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。目的：生产高辛烷值汽油组分，为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供原料，生产化工过程所需溶剂、油品加氢所需高纯度廉价氢气和民用燃料液化气等副产品。12、催化重整工艺流程：1）预脱砷和预分馏工序：2）预加氢工序：脱除S、O、N、As等杂质。氢气在反应器中的作用是加氢,带出杂质气体和导出加氢反应产生的热量。3）催化重整工序：4）后加氢工序：在重整油中混入部分不饱和烃,它们若混入芳烃产品中,会使芳烃变色,质量变坏,故要在和预加氢基本相同的条件下再进行一次加氢操作。5）稳定系统6）芳烃抽提7）芳烃分离13、天然气制合成气的方法有蒸汽转化法和部分氧化法，主要反应分别是 第三章 无机化工合成氨1、合成氨生产过程：(1) 原料气制备：用煤或原油、天然气制含氮、氢的原料气。(2)原料气净化：将CO、CO2、S脱除到ppm级。(3) 压缩和合成：高温、高压，净化后原料气经过压缩到1530MPa、450左右，在催化剂作用下在合成塔内生成氨。2、合成氨原料气制备二段转化目的和设备：目的：转化率高必须转化温度高，全部用高温度，设备和过程控制不利，设备费用和操作费用高。一段温度只在800°C左右，对合金钢管要求低，材料费用降低。在二段才通入空气，使与一段的H2反应产生高温，保证二段转化完全。因此，采用二段方式将一段转化气中的甲烷继续转化；加入空气提供合成氨反应需要的氮；燃烧部分转化气中的氢气为转化炉供热， 设备：一段转化炉，二段转化炉3、合成氨原料气制备工艺条件：a. 压力：34MPa，降低能耗，提高余热利用价值，减少设备体积降低投资；b. 温度：一段炉温度760800，主要考虑投资费用及设备寿命 c. 水碳比：水碳比高，残余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此采用较高水碳比，约3.5-4.0。d. 空速：以整个原料气的干基、湿基，或以甲烷、氮气为基准。4、合成氨原料气制备中天然气蒸汽转化法原理与流程：CH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g)，一定比例氢氮合成气预热后，进入加氢反应器和氧化锌脱硫罐，配入中压蒸气达到一定水碳比后进入一段转化炉，一段转化气再进入二段转化炉，与二段转化炉中的工艺空气汇合，通过催化剂床层继续反应。5、水煤气是以 水蒸气 为气化剂制得的煤气，主要成分是 CO 和 H2 。半水煤气是以 空气和水蒸气 作气化剂制得的煤气，主要成分是 CO 、 H2 和 N2 。6、煤为原料间歇制取半水煤气时，一个循环包括包括一下五个过程：(1)吹风阶段：空气从炉底收入，进行气化反应，提高燃料层的温度(积蓄热量)，吹风气去余热回收系统或放空。 (2)一次上吹制气阶段：水蒸气相加氮空气从炉底送入，经灰渣区预热进入气化区反应，生成的煤气送入气柜。此过程中，由于水蒸气温度较低，加上气化反应大量吸热，使气化区温度显著下降，而燃料层上部却因煤气的通过，温度有所上升，气化区上移，煤气带走的显热损失增加，因而在上吹制气进行一段时间后，应改变气体流向。 (3)下吹制气阶段：水蒸气和加氮空气从炉顶自上而下通过燃料层，生成的煤气也送入气柜。水蒸气下行时，吸收炉面热量可降低炉顶温度，使气化区恢复到正常位置。同时，使灰层温度提高，有利于燃尽残碳。(4)二次上吹制气阶段：下吹制气后，如立即进行吹风，空气与下行煤气在炉底相遇，可能导致爆炸。所以，再作第二次蒸汽上吹，将炉底及下部管道中煤气排净，为吹风作准备。(5)空气吹净阶段：二次上吹后，煤气发生炉上部空间，出气管道及有关设备都充满了煤气，如吹入空气立即放空或送往余热回收系统将造成很大浪费，且当这部分煤气排至烟囱和空气接触，遇到火星也可能引起爆炸。因此，在转入吹风阶段之前，从炉底部收入空气，所产生的空气煤气与原来残留的水煤气一并送入气柜，加以回收。7、原料气净化除去有害物质，如硫化物、CO、CO2等，净化主要包括脱硫、CO变换和脱除CO2和少量CO。8、合成氨原料气净化脱硫：主要是硫化氢，其次是二硫化碳、硫氧化碳等有机硫。脱硫的方法：干法脱硫和湿法脱硫。9、合成氨原料气净化干法脱硫：干法脱硫适用于含S量较少情况。氧化锌法（氧化锌脱除有机硫的能力很强，一步脱硫就行。）、钴钼加氢脱硫法（脱除有机硫十分有效的预处理措施。几乎可使天然气中有机硫全部转化成硫化氢。钴钼加氢法还可将烯烃加氢转变成饱和烷烃，从而减少蒸汽转化工序析碳的可能。）10、合成氨原料气净化湿法脱硫：湿法脱硫适用于含S量较大场合情况。优点：脱硫剂是便于输送的液体物料；脱硫剂可以再生，并能回收富有价值的化工原料硫磺。分类：化学吸收法（蒽醌二磺酸钠法，即ADA法）和物理吸收法。11、合成氨原料气净化一氧化碳变换：原因：脱硫后原料气都含有CO，但氨的合成生产中不需要CO，而在一定条件下还会与合成氨的体系催化剂反应，导致催化剂失活，应将其除去。大多数CO通过变换反应除去，少量通过其他净化法除去。变换反应：CO+H2OCO2+H2，变换目的：将原料气中CO变成CO2和H2，H2是合成氨需要的最重要成份。变换反应特点：1、可逆：化学平衡的问题，转化率问题？2、放热；3、等体积；4、催化剂，因此温度越低，水碳比越大，平衡转化率越高，反应后变换气中残余CO量越少。变换过程工艺条件：温度、压力、水蒸气比例。12、变换反应通过分段冷却来实施降温：原因：低温条件下变换后残余CO含量可以有较大的降低；但降低温度，对反应速度不利，因此选择适宜温度进行以提高反应器利用率、减少催化剂用量。由于反应初期转化率低，最适宜温度较高；反应后期，转化率高，最适宜温度较低。 随反应进行，转化率增加，需降低反应温度，而反应放热，需采用分段冷却降温。13、合成氨原料气净化中压变换和低压变换：中变温度约370,中变后CO降至3，温度升高到425-440，经换热后温度约220 进入低变，低变出口约240,残余CO为0.3-0.5%。14、合成氨原料气净化二氧化碳脱除：原因：（1）CO2是合成氨催化剂毒物。（2）太高CO2稀释了原料气，降低了氢氮分压。（3）在铜氨洗液、含氨循环气形成碳铵结晶而堵塞管道。（4）CO2可以再利用合成尿素、纯碱、NH4HCO3 等。方法：物理吸收法（甲醇水洗法）；化学吸收法（热钾碱法）；主要分脱碳（吸收塔）和再生（再生塔）两部分，再生需要供给很多热量，也是合成氨中耗能的一个较重要部位。15、合成氨原料气净化少量一氧化碳的脱除：铜氨液洗涤法；液氮洗涤法-深冷分离法；甲烷化法CO+3H2=CH4+H2O16、氨合成基本原理： 特点：可逆反应-转化率的问题?；放热反应-反应热及时移走，温度控制?；体积缩小-反应压力?；催化剂加速-选择问题，寿命问题 ?-平衡氨含量随压力升高 、温度降低、惰性气含量减少而增大。 17、氨的合成影响平衡氨含量的因素：1、氢氮比的影响；2、惰性气体含量的影响18、氨的合成影响反应速率的因素：空速：空速增加，生产强度提高。温度：最适宜温度小于平衡温度。压力：选较高压力。氢氮比：选取合适比例19、氨的合成流程和主要设备：新鲜气压缩与循环气混合冷却、升温进入氨合成塔。反应后气体经锅炉给水预热器后再向新鲜气供热。只分离很少部分氨后就进入循环压缩，与新鲜气混后冷却，分离氨后再升温进入氨合成塔。主要设备：氨合成塔20、氨的合成先分离氨与后分离氨：先分离氨再循环，分离功耗小，但压缩功大，合成压力30MPa。先循环混合再冷却分离，冷冻功耗小但循环功耗大。总能耗小。21、轴向冷激式合成塔优点：结构简单、催化剂分布和温度分布均匀、控温调温方便、床层通气面大阻力小。径向冷激式合成塔优点：气体通过床层路径短，通气面积更大，阻力更小；适宜用更小粒度催化剂，提高内表面积，减少内扩散影响；催化剂还原均匀；降低能耗，更适宜于离心式压缩机。硫酸1、硫酸生产方法：硝化法（SO2+N2O3+H2O=H2SO4+2NO ，2NO+O2=2NO2 ，NO+NO2=N2O3）、接触法（ 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +8SO2，SO2 + 0.5O2 = SO3，SO3+H2O H2SO4）2、硫酸生产流程：预处理（粉碎、配矿、干燥）；焙烧；净化；转化；吸收。3、焙烧速率提高途径：提高操作温度、减小硫铁矿粒度、 增加空气与矿粒的相对运动、 提高入炉空气氧含量。4、沸腾焙烧炉特点：优点：生产强度大、硫的烧出率高、传热系数高、产生的炉气二氧化硫浓度高、适用的原料范围广、结构简单、维修方便。不足：炉尘量大，炉尘占总烧渣的60%-70%，除尘净化系统负荷大、需将硫铁矿粉碎至较小粒度，需高压鼓风机，动力消耗大。5、酸雾：炉气中少量三氧化硫要与水反应生成硫酸，温度较低时，炉气中大多数三氧化硫都转化成硫酸蒸汽（酸雾）。清除方法：静电沉降法。6、净化杂质目的： 除去无用杂质，提供合格原料气。矿尘（使催化剂中毒）；As2O3和SeO2（使催化剂中毒）；HF和SiF4；H2O和SO3（形成酸雾）7、净化流程比较：水洗流程：简单、投资省、操作方便，砷和氟的净化率都高。但SO3和SO2溶于水难于回收，使S的利用率低。最大不足是排放有毒含尘污水多，环境污染大。酸洗流程：酸可循环使用，多余酸排出系统他用。可利用炉气中的SO3，提高了S的利用率。酸泥中的砷硒也可回收。最大优点是排污量少，为水洗流程的1/2001/300。8、炉气干燥工艺条件选择： 吸收酸的浓度（93-95%硫酸） 气流速度（空塔 0.70.9m/s） 吸收酸温度（30-45）喷淋密度（10-15m3/m2·h ）9、吸收硫酸浓度：当硫酸浓度<98.3%时，水的平衡分压很高，SO3平衡分压很低，当硫酸浓度>98.3%时，水的平衡分压很低，SO3平衡分压很高。只有硫酸浓度=98.3%，水和SO3平衡分压都接近于零，可得到最大的吸收率。10*、转化SO2催化氧化工艺条件：1、最适宜温度2、二氧化硫的起始浓度3、最终转化率11、吸收影响因素：1、吸收酸浓度2、吸收酸温度3、进塔气温度12*、三废治理：氨-酸法，SO2(g) + 2NH3H2O(aq) = (NH4)2SO3(aq) + H2O，(NH4)2SO3(aq) + SO2(g) + H2O = 2NH4HSO3(aq)13、两转两吸流程特点：反应速度快，最终转化率高；可用SO2浓度较高的炉气； 减轻尾气污染和尾气处理负荷；需增加一换热器：一次吸收后需要再加热到420左右才能进行转化反应；动力消耗增加。纯碱1、纯碱生产方法：氨碱法、联合制碱法（侯氏法）2、氨碱法原理：NaCl+NH3+CO2+H2O = NaHCO3 (s)+NH4Cl3、氨碱法过程：(1) 饱和盐水的制备和精制；(2)吸氨；(3)氨盐水的碳酸化；(4) 过滤和煅烧；(5) 氨的回收(6) 制CO2和石灰乳(7) 重质纯碱的制造5、饱和盐水制备和精制：精制的目的：将粗盐中所含杂质如Ca盐和Mg盐等除去。因为在吸收氨和碳酸化过程中，可能生成氢氧化镁和碳酸钙沉淀，使管道堵塞或影响产品质量。两种除钙方法比较：氨法：可用尾气中的氨，省原料，但生成的氯化铵对碳酸化过程不利。纯碱法：用产品碱去除钙虽损耗了部分产品，但没有氯化铵生成，对后续工序碳酸化有利。6、吸氨原理：NH3+H2O = NH4OH；2NH3+CO2+H2O = (NH4)2CO3，吸氨的主要设备是吸氨塔7、碳酸化原理：氨盐水先与CO2反应生成氨基甲酸铵；氨基甲酸铵水解生成碳酸氢铵；碳酸氢铵与钠离子反应生成碳酸氢钠。8、煅烧反应：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)10、氨碱法和联碱法比较： 氨碱法的优点：原料易得且价廉，生产中氨可循环利用，损失较少；能大规模连续生产，易于机械化、自动化；可得高质量纯碱。缺点：原料利用率低，大量废液废渣污染环境；消耗大量蒸汽和石灰，流程长，设备庞大和能量浪费。联合制碱法优点：原料利用率高；不需石灰石及焦碳，成本低；不需要蒸氨塔、石灰窖、化灰机等笨重设备，流程短，建厂投资减少；无大量废液、废渣排出，可在内地建厂。11、析铵：用冷析和盐析，利用不同温度下氯化钠和氯化铵的溶解度差异从母液中分出氯化铵。烧碱1、烧碱生产方法：隔膜法，离子交换膜法。2、隔膜法原理（流程）：食盐水进入阳极区，在阳极上析出氯气，钠离子通过隔膜进入进入阴极区与OH生成氢氧化钠，阴极上析出氢气。生成的氢氧化钠由下部电解液出口排出，整个操作过程是连续的。3、隔膜法电解工艺条件：(1)盐水质量与温度(2) 盐水流量与电解液组成(3)电流密度和槽电压(4)绝缘性和电能效率(5) 气体纯度和压力5、副产品：NaClO 、NaCl，副反应消耗产品氯气和氢氧化钠，还降低产品纯度。6、离子交换膜法原理（流程）：食盐水进入阳极区，在阳极上析出氯气，钠离子通过离子交换膜进入阴极区与OH生成氢氧化钠，阴极上析出氢气。生成的氢氧化钠由下部电解液出口排出，整个操作过程是连续的。7、离子交换膜法电解工艺条件：(1) 饱和食盐水质量(2) 电解槽操作温度(3) 阴极液NaOH浓度(4) 阳极液NaCl含量第四章 有机化工烃类裂解1、烃类热裂解：轻质烃类在高温（850°C）下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。2、烃类裂解过程：一次反应（脱氢反应；断链反应）：原料烃类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。二次反应：一次反应产物进一步发生反应生成多种产物，甚至最后生成焦或碳。3、烃类裂解规律：键能方向(1)同碳原子数烷烃，CH键能大于CC键能，断链比脱氢容易。(2) 烷烃相对热稳定性随碳链增长而降低，越长的烃分子越容易断链。(3) 烷烃的脱氢能力叔氢最易脱去、仲氢次之，伯氢又次之。(4) 带支链烃的CC键或CH键的键能小，易断裂。故有支链的烃容易裂解或脱氢。热力学方向(1）脱氢反应比断链反应所需热量多。(2) 断链反应G0有较大负值，是不可逆反应，脱氢反应G0是较小负值或正值，是可逆反应，断链比脱氢易进行。(3) 断链反应中，低分子烷烃CC键在分子两端断裂比在分子中央断裂在热力学上占优势，断链所得的较小分子是烷烃，主要是甲烷；较大分子是烯烃。随烷烃碳链增长，CC键在两端断裂减弱，在分子中央断裂大。(4) 乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯及氢。甲烷生成乙烯的反应值是很大的正值，一般热裂解温度不变化。4、环烷烃裂解规律（1）侧链烷基比烃环易断裂，长侧链的断裂从中部开始，离环近的碳键不易断裂；（2）带侧链环烷烃比无侧链环烷烃裂解所得烯烃收率高；（3）环烷烃脱氢生成芳烃的反应优于开环生成烯烃的反应；（4）五碳环烷烃比六碳环烷烃难裂解；（5）环烷烃比链烷烃更易于生成焦油，产生结焦。5、芳香烃热裂解：（1）烷基芳烃侧链发生断裂生成苯、甲苯、二甲苯等反应和脱氢反应；（2）较剧烈条件，芳烃发生脱氢缩合反应。如苯脱氢缩合成联苯和萘等多环芳烃，多环芳烃还能继续脱氢缩合生成焦油直至结焦。6、各族烃类热裂解规律：异构烷烃 正构烷烃 环烷烃 (C6C5) 芳烃7、烃类热裂解二次反应：二次反应中除了较大分子的烯烃裂解能增产乙烯、丙烯外，其余反应都要消耗乙烯，降低乙烯的收率。应当尽量避免二次反应。 8、结焦与生碳：结焦是低温度下通过芳烃缩合而成，有微量氢。生碳是高温度下通过生成乙炔中间阶段脱氢为稠合的碳原子团，几乎不含氢。9、PONA值：含氢量PNA；乙烯收率PNA；液体产物收率PNA；容易结焦倾向PNA；10、裂解工艺参数：PONA值（烷烃P烯烃O 环烷烃N芳烃A，烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高），原料含氢量（氢含量高则乙烯产率越高），特性因数K（K值越大则乙烯产率越高），芳烃指数BMCI（BMCI值越小则乙烯潜在产率越高）11、裂解结果指标：转化率、产气率、选择性、收率和质量收率12、裂解工艺条件：温度（提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率），停留时间（短停留时间对生成烯烃有利），烃分压（低压有利于乙烯的生产，有利于抑制结焦过程。）13、烃类热裂解采用什么样的温度、保留时间和烃分压能得到较好的产物分布?裂解温度:750-900,原料分子量越小，所需裂解温度越高，乙烷裂解温度最高；温度停留时间的影响:对于给定原料，相同裂解深度，提高温度，缩短停留时间，可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加；压力对裂解反应的影响，从化学平衡角度分析（压力只对脱氢反应有影响）对一次反应：A«B+C rn<0时，P¯，平衡向生成产物的方向移动，对于二次反应中的聚合反应，降低压力可减少结焦生碳,结论：低压有利于乙烯的生产.14裂解过程中一次反应和二次反应的含义是什么？为什么要尽力促进一次反应而抑制二次反应？15裂解生产中为什么不采用抽真空办法降低系统总压？ 从化学平衡上看，生成烯烃的一次反应n>0，烃聚合缩合的二次反应 n<0，因此降低压力有利于提高乙烯平衡组成，有利于抑制结焦过程；从动力学分析上看，一次反应多是一级反应，烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级的反应，因此降低压力，可增大一次反应对于二次反应的相对速率，有利于提高一次反应选择性,减轻结焦。但是由于裂解是在高温下进行的，不易用抽真空减压方法实现减压，这是因为在高温不易密封，一旦空气漏入负压操作系统，与烃类气体混合会引起爆炸，同时还会多消耗能源，对后面分离工序的压缩操作不利，因此工业上 加入稀释剂 ，P烃 ,常压操作, 从而乙烯量。16、稀释剂：目的：降低烃分压；稀释剂种类：水蒸气、氢气、惰性气体；优点：设备在常压或正压操作，安全性高，不会对以后压缩操作增加能耗。17裂解过程中为什么要加入水蒸汽起到了哪些作用：热容量大，可稳定炉管温度，防止过热；易分离，价格便宜、易得。抑制原料中的S对镍铬合金炉管的腐蚀；钝化作用。高温蒸汽可减缓炉管内金属Fe、Ni对烃分解生炭反应的催化，抑制结焦速度；清除积炭。高温水能与积炭反应而清除积炭。 H2O + C CO + H218裂解气为什么要急冷？急冷有哪些方法？各自的优缺点是什么？目的：回收高温热能，产生高压蒸汽； 终止裂解反应（二次反应）；急冷的意义：决定清焦周期，甚至决定裂解炉的周期；影响全装置的能耗和原料的单耗；方法： 直接急冷：冷却介质（水、油）与裂解气直接接触。 间接急冷：急冷锅炉 废热锅炉 用换热器回收大量的热量，冷却介质用高压水。19、裂解主要设备与工艺：设备：管式裂解炉。工艺：烃的热裂解，裂解气的预分馏，气体净化系统，压缩和冷冻系统，精馏分离系统20、裂解气体净化：1.碱洗法、乙醇胺法脱除酸性气体CO2，H2S，危害为：干冰堵塞管道，也使催化剂中毒，产品达不到规定；2.脱水，危害为生成结晶物堵塞设备及管道；3.溶剂吸收法和催化加氢法来脱炔，危害为影响催化剂寿命，恶化产品质量，形成不安全因素，产生副产品。21、精馏分离方法：顺序分离流程（后加氢）；前脱乙烷前加氢流程；前脱乙烷后加氢流程；前脱丙烷前加氢流程；前脱丙烷后加氢流程。22、深冷分离：深冷分离过程需要制冷剂。制冷是利用制冷剂压缩和冷凝得到制冷剂液体，再在不同压力下蒸发，则获得不同温度级位的冷冻过程。催化加氢1、催化加氢类型：不饱和键的加氢；催化还原加氢；加氢分解。（热力学）：第一类加氢反应（乙炔加氢，一氧化碳甲烷化，有机硫化物的氢解）第二类加氢反应（苯加氢合成环己烷）第三类加氢反应（一氧化碳加氢合成甲醇）2、催化加氢反应原理：在催化剂的作用下，分子氢被活化与有机化合物中的不饱和官能团加成反应。2、催化加氢工艺条件：温度：低温有利于加氢反应。压力：提高压力对反应有利。用量比（摩尔比）。3、催化加氢精制产品：1、裂解气的净化除炔2、裂解汽油的精制3、精制苯4、精制氢气4、催化加氢催化剂：金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂和金属络合物催化剂等。5、CO加氢合成甲醇工艺流程：造气压缩合成分离精制6、CO加氢合成甲醇速度因素：温度，压力，催化剂7、CO加氢合成甲醇工艺条件：a.反应温度及压力（催化剂种类而异）b.空速（适宜空速与催化剂活性、反应温度及进塔气体组成有关）c.原料气组成（Zn-Cr2O3催化剂: H2：CO=4.5；铜基催化剂: H2：CO=2.2- 3。CO含量高不好：不利温度控制，引起羰基铁积聚，使催化剂失活，一般采用氢过量；H2过量:抑制高级醇、高级烃和还原性物质的生成，提高甲醇的浓度和纯度;氢导热性好，利于防止局部过热和催化剂床层温度控制）催化脱氢1、催化脱氢反应类型：1、烷烃脱氢生成烯烃、二烯烃及芳烃C12H26 n-C12H24+H2；2、烯烃脱氢生成二烯烃C5H10CH2=CH-C（CH3）-CH2+H2；3、烷基芳烃脱氢生成烯基芳烃C6H5-C2H5C6H5-CH=CH2+H2；4、醇类脱氢可制得醛和酮类CH3CH2OHCH3CHO+H22、乙苯催化脱氢工艺流程：脱氢反应、尾气产物分离、最终产品苯乙烯精制3、乙苯催化脱氢设备：脱氢反应器，冷凝器，精馏塔催化氧化1、均相催化氧化的特点：催化剂活性较高、选择性较好；反应条件不太苛刻，反应比较平稳；设备简单，容积较小，生产能力较高；反应温度通常不太高，反应热利用率较低；在腐蚀性较强的体系时要采用特殊材质；催化剂多为贵金属，必须分离回收。催化剂多为Co、Mn等过渡金属离子的盐类2、非均相催化氧化的特点：平行副反应的竞争比均相氧化反应复杂而较难控制3、乙醛氧化制醋酸生产工艺和主要设备：氧化反应，产物分离，产品精制。设备为：搅拌鼓泡釜式反应器、连续鼓泡床塔式反应器。4、乙醛氧化制醋酸反应原理和工艺条件：CH3CHO+1/2O2CH3COOH，条件为：温度，压力，反应时间第五章 精细有机化工产品典型生产工艺1、精细化工：即精细化学工业，是生产精细化学品的工业2、通用化学品（大宗化学品）：指应用范围广泛、生产中技术要求高、生产批量大的化学品。如三酸、两碱、化肥、乙烯、苯及合成树脂、合成橡胶、合成纤维等。3、精细化学品：对基本化学品的初级或次级化学品深加工而制取的具有特定功能、特定应用功能、合成工艺中步骤多、产量小、产品附加值高等系列产品，例如医药、农药、食品添加剂等。4、磺化反应：磺化？磺化作用？第六章 聚合物产品典型生产工艺1、高分子化合物：高分子化合物通常指相对分子量104106的化合物2、单体、重复单元、结构单元、单体单元、聚合度3、加聚反应，缩聚反应？4、连锁聚合，逐步聚合?3、聚合方法？本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合第七章 化工工艺计算1、转化率(X)，收率(Y)和选择性(S)？2、物料衡算质量守恒定律3、热量衡算能量守恒定律第八章 化工生产与环境保护1、绿色化工工艺：基本概念：绿色化学又称环境无害化学，由此发展的技术称环境友好技术或洁净技术：即利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中即消除或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有毒有害物质的使用和产生，设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用、在技术上和经济上可行的产品和化学过程。2、绿色化学的12条原则 3、原子经济性：反应物中原子有多少转化成了产物。设计合成方法时，应尽可能把反应过程中利用的原料都转化到最终产物中。4、绿色化学工艺的主要内容：原料绿色化：无毒无害原料、可再生资源；产品绿色化：安全、可降解；过程绿色化：原子经济性反应、绿色催化剂、绿色溶剂、过程强化一、名词解释：1、化工工艺学2、绿色化工、原子经济性3、反应收率、反应选择性、反应转化率4、烃类热裂解5、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合6、煤的干馏、煤的气化7、催化重整8、汽油的辛烷值二、解答题：1、什么是汽油辛烷值？简述提高汽油的辛烷值主要手段。2、化工工艺学的研究目的？简述现代化学工业发展方向。3、简述硫铁矿为原料制取硫酸的生产原理及主要设备。4、在原料确定的情况下，从裂解过程的热力学和动力学出发，为了获取最佳裂解效果，应选择什么样的工艺参数（停留时间、温度、压力），为什么？5、烃类裂解为什么要加稀释剂？应选择什么样的稀释剂？6、合成氨原料气净化一氧化碳变换的反应是什么？影响该反应的平衡和速度的因素有哪些？7、间歇法水煤气工作循环由那几个阶段组成？8、烃类热裂解采用什么样的温度、保留时间和烃分压能得到较好的产物分布?9、裂解过程中为什么要加入水蒸汽？它还起到了哪些作用？10、合成氨原料气净化一氧化碳变换反应为什么存在最佳反应温度？最佳反应温度与哪些参数有关？11、什么是结焦或生碳？简述两者的区别。12、分别从热力学和动力学角度阐述工业生产中氨合成反应的特点。13、用热力学和动力学综合分析说明裂解反应在高温、短停留时间、低烃分压下进行的必要性？14、裂解生产中为什么不采用抽真空办法降低系统总压？15、合成氨原料气净化一氧化碳变换反应为什么通过分段冷却来实施降温？三、计算题1、某装置由乙烷为原料经热裂解生产乙烯，裂解后产生裂解产物除了气态裂解气外，还有少量的高聚物、焦、炭等，数量折合为每立方米裂解气含炭21g。已知原料乙烷中各组分和裂解后的裂解气各组分摩尔分数（%）如下图所示。求：（1）气体膨胀率； （2）乙烷转化率 （3）乙烯的选择性和收率2、（本小题10分）拟将原料油中的有机硫通过催化加氢转变成H2S，进而脱出之，油中不饱和烃也加氢饱和。若原料油的进料速率为160m3/h，密度为0.9g/ml，氢气（标准状态）的进料速率为10800m3/h。原料油和产品油的摩尔分数组成如下。（各物质摩尔质量C11H28SH：188；C10H20=CH2：152；C11H24：156；H2S：34；H2：2）求（1）消耗的氢气总量；（2）分离后气体的摩尔分数。3、以甲醇为原料制备甲醛，反应物及生成物均为气态，氧化剂为空气，空气进料过量50%，甲醇单程转化率为80%，转化的甲醇有90%消耗于主反应，另有10%消耗于完全氧化，使对反应过程做物料衡算。4、以乙炔与醋酸合成醋酸乙烯酯为例。如图所示，再连续生产中，假设每小时流经各物料线的物料中含乙炔的量为mA=600Kg ， mB=5000Kg， mc=4450Kg，计算过程的单程转化率和全程转化率。5、欲配制含硫酸72%，硝酸26%，水2%（均为质量分数）的混酸6500kg，需要20%发烟硫酸、85%废酸以及含88%硝酸8%硫酸的中间酸各为多少？6、氯苯一硝化时，用质量含量98%发烟硝酸和98%浓硫酸来配制混酸，要求硫酸脱水值1.27、硝酸比1.07。试计算1kmol氯苯一硝化制硝基氯苯时要用多少千克98%发烟硝酸？多少千克98%浓硫酸？并计算所配混酸的质量和组成（已知HNO3分子量63，氯苯分子量113 ）7、萘二硝化时的工艺条件是硫酸脱水值（D.V.S）为3，硝酸比j=1.20，酸油比6.5，计算所采用的混酸组成。（以1000摩尔的萘为计算基准，萘的摩尔质量为128kg/kmol）专心-专注-专业