2022年第五章尿素习题及答案 .pdf

学而不思则惘，思而不学则殆习题一、填空题（每空1 分）1、尿素学名，分子式。纯净的尿素为、的或状晶体。2、尿素在蒸发过程中，所发生的主要副反应有：和。3、尿素的用途有、。4、1828年佛勒在实验室首先用和合成了尿素。5、尿素生产的原料，对原料液氨的要求，其质量分数为，氨，水， 油， 对原料二氧化碳气的要求为： 二氧化碳（体积分数，干基），H2S 。6、液氨和二氧化碳合成尿素，在液相中是分两步进行的，一步是，第二步是，其中是控制步骤。7、尿素在水中可缓慢水解，最初转化为，然后形成，最后分解为和。8、以氨和二氧化碳为原料合成尿素的生产过程中，经反应后，最终产物分为两相，气相中含有、及；液相中主要含有、及。9、 尿素的平衡转化率随温度提高而先， 后， 存在。10、影响尿素合成的主要因素有、等。11、尿素合成过程中，氨碳比必须。12、尿素合成过程中，尿素的转化率随压力增加而。13、尿素合成工业生产过程中， 其操作压力一定要高于物系的。14、尿素合成中，对于未反应物的分离与回收的总体要求是；。15、工业上采用的分离与回收方法主要有及。16、采用两段减压加热分离时，第一步称为：，其压力为；第二步称为：，其压力为。17、经分析，要防止尿素水解、 缩合等反应，蒸发过程应在尽可能下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆进行，并应在的时间内完成。二、判断题（每题2 分）1、液氨和二氧化碳合成尿素的反应是一个不可逆过程。（）2、液氨和二氧化碳合成尿素的反应是一步进行的。（）3、尿素较易吸湿，其吸湿性次于硝酸铵。 （）4、纯净的尿素为白色针状晶体。 （）5、尿素水解的最终产物为水和二氧化碳。 （）6、尿素在强酸溶液中呈弱碱性。 （）7、尿素在任何水溶液中均呈碱性。 （）8、以氨和二氧化碳为原料合成尿素的生产过程中，经反应后，最终产物只有一相。 （）9、尿素的平衡转化率随温度的升高而不断增大。（）10、尿素合成过程中，温度应选择在最高平衡转化率时的温度。（）11、尿素合成过程中，氨碳比必须大于2。 （）12、尿素合成过程中，氨碳比可以是任意值。（）13、在工业生产过程中，可以通过提高水碳比来加快反应速率。（）14、 在尿素合成的工业生产过程中， 操作压力一定要高于物系的平衡压力。 （）15、气提过程是一个单纯的物理操作过程。 （）三、名词解释（每题2 分）1、尿素转化率2、氨碳比3、氨过量率4、水碳比5、甲铵分解率6、总氨蒸出率7、气提四、简答题（每题5 分）1、试述尿素合成机理。哪一步为控制步骤？2、影响尿素合成反应有哪些因素？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆3、加快甲铵脱水速率有哪些方法？4、二氧化碳气提法的原理是什么？5、尿素加工过程有哪些副反应？如何防止？6、常见的尿素结晶或造粒方法有哪些？7、二氧化碳气提法的主要特点有哪些？8、水溶液全循环法主要存在什么缺点？9、目前尿素生产工艺的改进主要从哪几个方面来进行？五、论述题（每题10 分）1、简述全水溶液循环法生产尿素的主要过程。画出全循环法合成尿素的工艺流程示意图。2、在尿素生产中，为何选择NH3/CO2和氨预温度调节尿素合成塔的温度？3、尿素溶液蒸发过程为什么不在一个压力段下进行，常分为两段？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆习题答案一、填空题1、碳酰二胺CO(NH2)2无色无臭无味针状棱柱状2、水解缩合3、用作肥料用作工业原料用作饲料4、氨氰酸5、99.5% 0.5% 10mg/Kg 98.5% 15mg/m36、甲铵的生成甲铵脱水甲铵脱水7、氨基甲酸铵碳酸铵氨二氧化碳8、气液 NH3 CO2 H2O 惰性气体甲铵尿素水均匀熔融液9、增大减小最高平衡转化率10、温度原料配比压力反应时间11、大于 2 12、增大13、平衡压力14、使未转化的物料完全回收并尽量减少水分含量尽可能避免有害的副反应15、加压加热法气提法16、中压分解 1.7MPa 低压分解 0.3MPa 17、低的温度很短二、判断题1、 2、 3 、 4 、 5 、 6 、 7 、 8 、 9 、10、 11 、 12 、 13 、 14 、 15 、三、名词解释1、尿素转化率：%100COCO%22的物质的量原料中的物质的量转化为尿素的）尿素转化率（2、氨碳比：是指原始反应物料中氨和二氧化碳你的摩尔比。3、氨过量率：是指原料中氨量超过化学反应式的理论量的摩尔百分数。4、水碳比：是指合成塔进料中水和二氧化碳的摩尔比。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆5、甲铵分解率：已分解成气体的二氧化碳量与合成熔融液中未转化成尿素的二氧化碳量之比称为甲铵分解率。6、总氨蒸出率：从液相中蒸出氨的量与合成反应熔融液中未转化成尿素的氨量之比称为总氨蒸出率。7、气提：就是利用一种气体通入尿素合成出口溶液中，降低气相中氨或二氧化碳的分压，从而促使液相中甲铵分解和过剩氨量的解吸。四、简答题1、答：尿素合成分两步进行，首先液氨和二氧化碳反应生成甲铵：)()()(22423lCOONHNHgCOlNH然 后 液 态 甲 铵 脱 水 生 成 尿 素 ， 称 为 甲 铵 脱 水 反 应 ：)()()(22224lOHlNHCOCOONHNH甲铵脱水为控制步骤。2、答：影响尿素合成的主要因素有：温度、原料配比、压力、反应时间。3、答：加快甲铵脱水速率的方法有：提高温度；采用过量氨；适当提高水碳比。4、答：气提过程中甲铵分解反应为：)()(2)(2324gCOgNHlCOONHNH，CO2气提法是在保持合成塔等压的条件下，在供热的同时采用降低气相中NH3或CO2一组分分压的办法来分解甲铵。CO2气提不仅能逐出溶液中NH3而且还能逐出溶液中 CO2。5、答：尿素溶液加工过程中主要狐妖的副反应有：尿素的水解和尿素的缩合反应。要防止尿素的水解及缩合，蒸发过程应在尽可能低的温度下进行，并应在较短时间内完成。6、答：蒸发造粒法，结晶造粒法，母液结晶法7、答：主要特点：用原料 CO2气提，省去了中压分解回收系统，简化了流程；高压冷凝器冷凝温度高，热能利用好；返回合成塔水量少，有利于转化；高压液体可自流至合成塔，节省动力；合成塔操作压力较低，节省动力；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆氨碳比较低影响转化率，高架设备维修不便。8、答： 能 量 利 用 率 低一段甲铵泵腐蚀严重；流程过于复杂。9、答：提高二氧化碳转化率；采用氨气提或双气提法；降低能量消耗；尿素造粒技术的改进。五、论述题1、答：全 循 环 法 的 生 产 过 程 ： 氨和 二 氧 化 碳 原 料 的 供 应 及 净 化 ；氨 和 二 氧 化 碳 合 成 尿 素 ；未 反 应 物 的 分 离 与 回 收 ；尿 素 溶 液 的 加 工 。工艺 流 程 示 意 图 ：2、答：分析：对于氨过量的体系，加入物料的NH3/ CO2增高，则平衡物料的沸点温度降低，即塔底温度降低，同时生成的甲铵胺液相量减少。此时，因进塔氨量增加，过量氨从合成塔内移走的热量也将增加，所以尽管生成甲铵的反应热上移，但是最终出塔反应液温度还是下降，即合成塔温度也要下降；当系统负荷及进料组分不变，提高氨预热温度， 从热量平衡的角度分析， 输入热量增加，合成塔内温度上升。从反应角度分析，随氨预热温度的提高，塔底温度升高，塔底甲铵生成较少， 而生成甲铵的反应上移， 增加了中上部放出的反应热，所以塔底温度上升没有塔顶温度上升明显。因此在实际生产中一般选择NH3/CO2和氨预温度调节尿素合成塔的温度。3、答： 从理论上讲，合成塔出口的溶液，减压后压力越低，加热温度越高，甲净化液氨二氧化碳蒸发未反应物的分解氨和二氧化碳的回合成预热压缩加压结晶和造尿素精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学而不思则惘，思而不学则殆铵分解和游离氨和二氧化碳的解吸越彻底，但是由于副反应和腐蚀等因素的影响，过高的分解温度是不可行的。 为了使甲铵分解和有利氨及二氧化碳的解吸更彻底，最终必须使分解过程在较低的压力下进行，。然而，如果合成反应液的分解过程始终在较低压力下进行， 在技术经济上是不利的。 因为在回收工序回收低压的氨和二氧化碳混合气体再送回合成工序，必然耗费很多升压的机械能， 还要添加大量的水才能将分解出来的氨和二氧化碳回收下来，而这将导致合成工序水碳比过大，转化率降低。此外，在低压下回收氨和二氧化碳时，由于温度低，放出的热量也不好利用。工业生产上为了解决这些矛盾， 保证未反应物完全分解和回收， 一般采用多段减压加热分解法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页