化工工艺学总结资料优秀PPT.ppt

《化工工艺学总结资料优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工工艺学总结资料优秀PPT.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化学化工学院化学化工学院 化工工艺学化工工艺学工艺学总结工艺学总结2013学年学年授课内容授课内容l绪论（第绪论（第1章）章）l化工原料及其初步加工（第化工原料及其初步加工（第2章）章）l无机化工单元工艺（第无机化工单元工艺（第3章）章）l石油化工单元工艺（第石油化工单元工艺（第4章）章）l煤化工单元工艺（第煤化工单元工艺（第5章）章）化学化工学院 化工工艺学l驾驭化工工艺的概念，所包含的具体过程；驾驭化工工艺的概念，所包含的具体过程；第第1章章化学化工学院 化工工艺学第第2章章l基础化工原料：化学矿、自然气、石油、煤、生基础化工原料：化学矿、自然气、石油、煤、生物质；物质；l自然气的分类：干

2、气和湿气；自然气的分类：干气和湿气；l自然气的加工：制合成氨的原料气；制合成自然气的加工：制合成氨的原料气；制合成l 甲醇等的合成气；制羰基合成的合成气；制有甲醇等的合成气；制羰基合成的合成气；制有机化工原料。机化工原料。化学化工学院 化工工艺学l石油石油l 驾驭其组成及加工过程（一次加工、二次加工、驾驭其组成及加工过程（一次加工、二次加工、焦化）焦化）l一次加工：原油预处理（脱盐、脱水）及常减压一次加工：原油预处理（脱盐、脱水）及常减压蒸馏（通过它可以干脆从原油中提取石脑油、汽蒸馏（通过它可以干脆从原油中提取石脑油、汽油、煤油、轻柴油及燃料油）油、煤油、轻柴油及燃料油）l 驾驭直馏的含义、辛

3、烷值概念及提高辛烷值的驾驭直馏的含义、辛烷值概念及提高辛烷值的方法。方法。l二次加工：二次加工：热裂解：二次加工中最主要的过程，使重质油热裂解：二次加工中最主要的过程，使重质油脱碳断链成轻质产品。脱碳断链成轻质产品。催化裂化：生产石脑油的重要路途，增加汽油产量。催化裂化：生产石脑油的重要路途，增加汽油产量。加氢裂化：加氢裂化：Ni/Mo/WNi/Mo/W；Pd/PtPd/Pt，较成熟的固定床工艺。，较成熟的固定床工艺。催化重整：生产催化重整：生产BTXBTX的重要路途的重要路途化学化工学院 化工工艺学煤炭煤炭l按煤化程度不同，腐殖煤类的按煤化程度不同，腐殖煤类的分类分类；l腐殖煤的生成过程：泥

4、炭化阶段、煤化阶段（成岩作腐殖煤的生成过程：泥炭化阶段、煤化阶段（成岩作用阶段、变质作用阶段）；用阶段、变质作用阶段）；l煤分子结构的近代概念；煤分子结构的近代概念；l煤的工业分析煤的工业分析：水分（：水分（M）、灰分（）、灰分（A）、挥发分（）、挥发分（V）和固定碳（和固定碳（FC）;l煤的元素分析：煤的元素分析：C/H/N/O/S；l煤的煤的黏结性、结焦性、反应性黏结性、结焦性、反应性。化学化工学院 化工工艺学第第3章章l合成氨合成氨 P94-95 P94-95l(1)(1)制气：制备含氮、氢气的原料气。氢气的主要来源有：制气：制备含氮、氢气的原料气。氢气的主要来源有：烃类蒸气转化（烃类蒸

5、气转化（自然气、石脑油）、重油部分氧化法自然气、石脑油）、重油部分氧化法（重油、渣油）和固体燃料气化（重油、渣油）和固体燃料气化（煤、焦炭）。煤、焦炭）。l(2)(2)净化：净化：COCO变换反应、变换反应、CO2CO2（低温甲醇洗涤法和热钾碱（低温甲醇洗涤法和热钾碱法）、脱法）、脱S S（干法脱硫剂、湿法脱硫剂（干法脱硫剂、湿法脱硫剂ADAADA法原理、主要法原理、主要操作条件、工艺流程）。操作条件、工艺流程）。l(3)(3)压缩和合成：操作条件：高温、高压（压缩和合成：操作条件：高温、高压（15-30MPa15-30MPa、450450左右），催化剂。左右），催化剂。化学化工学院 化工工艺

6、学l激冷流程特点：工艺流程简洁，无废热锅炉，设备紧凑，激冷流程特点：工艺流程简洁，无废热锅炉，设备紧凑，操作便利，热能利用完全，可比废热锅炉流程在更高的压操作便利，热能利用完全，可比废热锅炉流程在更高的压力下气化。不足之处是高温热能未能产生高压蒸汽。力下气化。不足之处是高温热能未能产生高压蒸汽。l废锅流程特点：能产生高压蒸汽，运用便利敏捷；对原料废锅流程特点：能产生高压蒸汽，运用便利敏捷；对原料重油含硫量无限制，下游工序可实行先脱硫、后变换的流重油含硫量无限制，下游工序可实行先脱硫、后变换的流程。不足之处是废热锅炉结构困难，材料及制作要求高，程。不足之处是废热锅炉结构困难，材料及制作要求高，目

7、前工业上气化压力限于目前工业上气化压力限于6MPa6MPa以下。以下。在化工生产中常用的换热形式有激冷式和废热锅炉在化工生产中常用的换热形式有激冷式和废热锅炉式两种，它们在合成氨造气工艺中各具特点：式两种，它们在合成氨造气工艺中各具特点：化学化工学院 化工工艺学l合成氨催化剂合成氨催化剂l（1 1）催化剂组成）催化剂组成l 铁系催化剂铁系催化剂l 未还原前未还原前FeO+Fe2O3FeO+Fe2O3，可视为，可视为Fe3O4Fe3O4，尖晶石结构。，尖晶石结构。l Al2O3:Al2O3:结构型促进剂，改善还原结构型促进剂，改善还原态铁的结构态铁的结构l MgO MgOl K2O:K2O:电子

8、型促进剂，有利于氮气电子型促进剂，有利于氮气的吸附和活化的吸附和活化l CaO CaOl 运用条件：还原、钝化等运用条件：还原、钝化等化学化工学院 化工工艺学无机矿物加工利用无机矿物加工利用l矿石的精选矿石的精选：脉石概念；精选方法：脉石概念；精选方法手选、重力选、手选、重力选、磁选、磁选、浮选（不同浮选剂的作用机制）。浮选（不同浮选剂的作用机制）。l矿石的热化学加工：煅烧、焙烧、烧结。矿石的热化学加工：煅烧、焙烧、烧结。l矿石的湿法加工矿石的湿法加工：溶解、浸取。：溶解、浸取。l酸浸取磷矿制磷酸酸浸取磷矿制磷酸的主要化学反应、工艺条件的选的主要化学反应、工艺条件的选择、工艺流程；择、工艺流程

9、；磷石膏的主要成分磷石膏的主要成分。l接触法生产硫酸、硝酸的主要步骤。接触法生产硫酸、硝酸的主要步骤。化学化工学院 化工工艺学第第4章章l热裂解的概念、自由基链式反应机理热裂解的概念、自由基链式反应机理la.原料：石油等烃类，常见的有石脑油、直溜煤油、直原料：石油等烃类，常见的有石脑油、直溜煤油、直溜柴油、也有重油和渣油溜柴油、也有重油和渣油lb.反应体系：驾驭一次反应和二次反应的概念。反应体系：驾驭一次反应和二次反应的概念。l 原料烃原料烃 目的烯烃目的烯烃 后继产物后继产物lc.原料的评价指标：族组成；氢含量；特性因数；关原料的评价指标：族组成；氢含量；特性因数；关联指数。联指数。-烷烃是

10、裂解制烯烃的志向原料？烷烃是裂解制烯烃的志向原料？一次反应一次反应二次反应二次反应化学化工学院 化工工艺学l裂解反应工艺条件：高温、低压、短停留时间裂解反应工艺条件：高温、低压、短停留时间l强吸热：与裂解炉的传热要求相关强吸热：与裂解炉的传热要求相关l化学平衡组成：会得到大量化学平衡组成：会得到大量H和和C，必需缩短停，必需缩短停留时间；留时间；l主副反应的竞争：必需提高裂解温度主副反应的竞争：必需提高裂解温度l降低烃分压的方法？降低烃分压的方法？l裂解效果的指标和因素裂解效果的指标和因素l指标：转化率、选择性、目的烯烃的收率指标：转化率、选择性、目的烯烃的收率l因素：裂解原料、裂解温度、停留

11、时间、烃分压、因素：裂解原料、裂解温度、停留时间、烃分压、裂解深度裂解深度化学化工学院 化工工艺学l反应器的工艺设计要求反应器的工艺设计要求l要结合热裂解过程的特点和工艺方法改进目标，要结合热裂解过程的特点和工艺方法改进目标，驾驭裂解炉的结构驾驭裂解炉的结构l 特点：强吸热反应、存在二次反应、反应产特点：强吸热反应、存在二次反应、反应产物是困难混合物，易结焦。物是困难混合物，易结焦。lb.SRTb.SRT管式裂解炉，驾驭清焦的主要方法管式裂解炉，驾驭清焦的主要方法化学化工学院 化工工艺学l流程组织和设计流程组织和设计l总体流程总体流程l急冷的目的、设备、急冷方式、清焦的措施急冷的目的、设备、急

12、冷方式、清焦的措施l裂解气的预分馏（驾驭裂解气的主要分别方法，裂解气的预分馏（驾驭裂解气的主要分别方法，重点驾驭深冷分别法）重点驾驭深冷分别法）l压缩、净化及精馏分别流程压缩、净化及精馏分别流程l 常见流程（驾驭后加氢流程）、流程的评价、常见流程（驾驭后加氢流程）、流程的评价、净化系统（酸性气体的脱除、脱水、脱炔，为净化系统（酸性气体的脱除、脱水、脱炔，为什么要脱去，脱去的方法？）什么要脱去，脱去的方法？）化学化工学院 化工工艺学l裂解工艺总流程裂裂解解汽汽油油裂解裂解 预预分分馏馏（急急冷冷）原料原料净净化化（脱脱酸酸、脱脱水水、脱脱炔炔）分分离离 精精馏馏分分离离系系统统深深冷冷 压压缩缩

13、制制冷冷系系统统分离部分分离部分反应部分反应部分芳烃芳烃裂解气裂解气三烯三烯化学化工学院 化工工艺学芳烃转化过程芳烃转化过程1.1.芳烃（主要指芳烃（主要指B B、T T、X X）来源）来源 （1 1）煤焦化芳烃：驾驭煤焦油回收粗苯的方法）煤焦化芳烃：驾驭煤焦油回收粗苯的方法 （2 2）石油芳烃：石脑油催化重整、裂解汽油、烷）石油芳烃：石脑油催化重整、裂解汽油、烷烃芳构化和重烃轻质化烃芳构化和重烃轻质化 需求概况：苯、对二甲苯的需求量最大；邻二甲需求概况：苯、对二甲苯的需求量最大；邻二甲苯次之；甲苯、间二甲苯、苯次之；甲苯、间二甲苯、C9C9芳烃过剩芳烃过剩-因此须因此须要芳烃转化过程。要芳烃

14、转化过程。化学化工学院 化工工艺学石油芳烃生产方法石油芳烃生产方法化学化工学院 化工工艺学芳烃的相互转化芳烃的相互转化芳芳烃烃转转化化异构化：间二甲苯、邻二甲苯、乙苯异构为对二甲苯异构化：间二甲苯、邻二甲苯、乙苯异构为对二甲苯歧化与烷基转移：甲苯歧化为苯、二甲苯歧化与烷基转移：甲苯歧化为苯、二甲苯C9C9芳烃（三甲苯）的烷基转移实现增产乙苯芳烃（三甲苯）的烷基转移实现增产乙苯烷基化：苯的烷基化为主，生产乙苯、异丙苯、十二烷基苯烷基化：苯的烷基化为主，生产乙苯、异丙苯、十二烷基苯 脱烷基化（甲苯制苯）：催化脱烷基制苯、热脱烷基脱烷基化（甲苯制苯）：催化脱烷基制苯、热脱烷基制苯（对原料适应性强、不

15、需催化剂、但温度高）制苯（对原料适应性强、不需催化剂、但温度高）化学化工学院 化工工艺学C8C8芳烃单体的分别芳烃单体的分别邻二甲苯、乙苯：精馏法邻二甲苯、乙苯：精馏法对、间二甲苯的分别：对、间二甲苯的分别：深冷结晶分别法深冷结晶分别法络合萃取分别法络合萃取分别法模拟移动床吸附分别法模拟移动床吸附分别法化学化工学院 化工工艺学催化加氢与脱氢过程催化加氢与脱氢过程1.概念：催化加氢概念：催化加氢 催化脱氢。催化脱氢。2.驾驭催化加氢反应的应用，尤其是在精制方面。驾驭催化加氢反应的应用，尤其是在精制方面。3.常用的加氢、脱氢催化剂有哪些？常用的加氢、脱氢催化剂有哪些？脱氢反应对脱氢反应对催化剂有什

16、么要求？催化剂有什么要求？4.合成甲醇的基本原理，催化剂及工艺条件分别是合成甲醇的基本原理，催化剂及工艺条件分别是什么？了解低压法合成甲醇的工艺流程。什么？了解低压法合成甲醇的工艺流程。化学化工学院 化工工艺学5.乙苯脱氢制苯乙烯的工艺条件：高温、低压；乙苯脱氢制苯乙烯的工艺条件：高温、低压；6.如何实现低压？如何实现低压？-水蒸汽作为稀释剂水蒸汽作为稀释剂7.优点：优点：降低分压，提高平衡转化率降低分压，提高平衡转化率8.清焦，发生水煤气反应清焦，发生水煤气反应 C+H2O CO+H29.供应热量，易于产物分别供应热量，易于产物分别10.缺点：过多时，能耗增加，废水增加。缺点：过多时，能耗增

17、加，废水增加。11.沸石膜反应器的优点？沸石膜反应器的优点？-不断分别出产物中的不断分别出产物中的H2提高提高转化率、抑制副反应提高选择性。转化率、抑制副反应提高选择性。化学化工学院 化工工艺学基本反应及机理（基本反应及机理（基本反应及机理（基本反应及机理（PbCl2-CuCl2-HClPbCl2-CuCl2-HCl）络合催化络合催化氧化反应氧化反应催化自氧催化自氧化反应化反应反应机理、催化剂、氧化促进剂反应机理、催化剂、氧化促进剂反应机理、催化剂、氧化促进剂反应机理、催化剂、氧化促进剂影响氧化反应过程的因素影响氧化反应过程的因素影响氧化反应过程的因素影响氧化反应过程的因素共性共性共性共性特性

18、特性特性特性 产品产品产品产品乙酸乙酸乙酸乙酸主副反应及机理（醋酸锰）主副反应及机理（醋酸锰）主副反应及机理（醋酸锰）主副反应及机理（醋酸锰）温度：温度：70-7570-75时间：时间：3h3h反应条件反应条件反应条件反应条件反应器结构和材质（传质反应器结构和材质（传质反应器结构和材质（传质反应器结构和材质（传质 放热放热放热放热 腐蚀腐蚀腐蚀腐蚀 平平平平安）安）安）安）特性特性特性特性产品产品产品产品乙醛乙醛乙醛乙醛催化剂溶液的组成及主副反应对其影响催化剂溶液的组成及主副反应对其影响催化剂溶液的组成及主副反应对其影响催化剂溶液的组成及主副反应对其影响副反应耗副反应耗副反应耗副反应耗HClC

19、u2+HClCu2+、生成不溶固体树脂、生成不溶固体树脂、生成不溶固体树脂、生成不溶固体树脂工艺条件限制工艺条件限制工艺条件限制工艺条件限制(原料原料原料原料 原料气配比原料气配比原料气配比原料气配比 温度温度温度温度和压力和压力和压力和压力)催化氧化催化氧化均相催化氧化均相催化氧化化学化工学院 化工工艺学化学化工学院化学化工学院 化工工艺学化工工艺学非均相催化氧化法非均相催化氧化法-乙烯环氧化制环氧乙烷乙烯环氧化制环氧乙烷银催化银催化剂组成剂组成助催化剂助催化剂活性组分银活性组分银载体载体-Al2O3钡、钾、铷、铯、钙、钡、钾、铷、铯、钙、硒等作为助催化剂硒等作为助催化剂10-20%,选择性

20、好选择性好抑制剂抑制剂主要功能是分散活性组分银和主要功能是分散活性组分银和防止银微晶的半熔和烧结，使防止银微晶的半熔和烧结，使其活性保持稳定；其活性保持稳定；低比表面、低比表面、无孔隙或粗孔隙型惰性物质，无孔隙或粗孔隙型惰性物质，导热性能和较高的热稳定性导热性能和较高的热稳定性碳化硅、刚玉碳化硅、刚玉碳化硅、刚玉碳化硅、刚玉-氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝-二氧化二氧化二氧化二氧化硅硅硅硅碱土金属、稀土金属和贵金属等碱土金属、稀土金属和贵金属等分散银微粒，防止银微晶的熔结，分散银微粒，防止银微晶的熔结，有利于提高催化剂的稳定性，延有利于提高催化剂的稳定性，延长其使用寿命。长其使用寿命。硒硒、碲、氯、

21、溴，可抑、碲、氯、溴，可抑制二氧化碳的生成，提制二氧化碳的生成，提高银催化剂的选择性高银催化剂的选择性1.催化剂催化剂羰基化反应羰基化反应l羰基化反应概念羰基化反应概念、特点及分类、特点及分类l甲醇羰基化合成醋酸反应的基本原理、催化剂甲醇羰基化合成醋酸反应的基本原理、催化剂l甲醇低压羰化法制醋酸的优越性甲醇低压羰化法制醋酸的优越性化学化工学院 化工工艺学第第5章章l驾驭煤化工的主要加工过程有哪些，各自的主要驾驭煤化工的主要加工过程有哪些，各自的主要产品？产品？l驾驭煤热解过程的三大阶段。驾驭煤热解过程的三大阶段。l了解影响煤热解过程的因素：煤质、温度、加热了解影响煤热解过程的因素：煤质、温度、

22、加热速率、压力粒度。速率、压力粒度。l什么是煤的低温干馏？什么是煤的低温干馏？l鲁奇低温干馏炉的特点：为什么称为三段炉？鲁奇低温干馏炉的特点：为什么称为三段炉？化学化工学院 化工工艺学l低温干馏工艺的发展趋势：加氢热解、建立联合工低温干馏工艺的发展趋势：加氢热解、建立联合工艺、分级转化模式。艺、分级转化模式。l什么是煤的高温干馏？什么是煤的高温干馏？l为什么多数焦化厂都接受多种煤协作炼焦？为什么多数焦化厂都接受多种煤协作炼焦？l煤的成焦过程及特征？煤的成焦过程及特征？l现代焦炉的主要组成部分：炭化室、燃烧室、蓄热现代焦炉的主要组成部分：炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶区。室、斜道区、炉顶区

23、。化学化工学院 化工工艺学l什么叫荒煤气？荒煤气净化的工艺流程？在荒煤气的什么叫荒煤气？荒煤气净化的工艺流程？在荒煤气的净化过程中能得到什么化学品？净化过程中能得到什么化学品？l经脱氨后的煤气须要进行粗苯回收，其过程主要包括：经脱氨后的煤气须要进行粗苯回收，其过程主要包括：用洗油吸取煤气中的苯族烃、富油脱苯和洗油再生。用洗油吸取煤气中的苯族烃、富油脱苯和洗油再生。l煤焦油在进行蒸馏加工时为什么要进行脱水脱盐的预煤焦油在进行蒸馏加工时为什么要进行脱水脱盐的预处理？在连续蒸馏过程中，不同的蒸馏温度各对应着处理？在连续蒸馏过程中，不同的蒸馏温度各对应着什么馏分？从这些馏分中可加工萘、酚、蒽、菲、咔什

24、么馏分？从这些馏分中可加工萘、酚、蒽、菲、咔唑等化学品。唑等化学品。化学化工学院 化工工艺学l煤气化的概念煤气化的概念l气化发生炉的结构气化发生炉的结构炉体、加煤装置、排灰装置组成，炉体、加煤装置、排灰装置组成，从下至上分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥从下至上分为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。层。l煤质对气化的影响：煤质对气化的影响：水分、挥发分、黏结性、反应性、水分、挥发分、黏结性、反应性、灰分、热稳定性、机械强度、粒度分布？灰分、热稳定性、机械强度、粒度分布？l气化过程的指标：煤气产率、气化强度、气化效率、热气化过程的指标：煤气产率、气化强度、气化效率、热效率。效率。l主

25、要的煤气化技术：固定床、气流床、移动床，及代表主要的煤气化技术：固定床、气流床、移动床，及代表工艺。工艺。l间歇法制水煤气工作循环：吹风、蒸汽吹净、一次蒸汽间歇法制水煤气工作循环：吹风、蒸汽吹净、一次蒸汽上吹、蒸汽下吹、二次蒸汽上吹与蒸汽吹净六个阶段。上吹、蒸汽下吹、二次蒸汽上吹与蒸汽吹净六个阶段。化学化工学院 化工工艺学l煤液化的概念及分类煤液化的概念及分类l煤干脆液化的原理煤干脆液化的原理l在煤加氢液化中氢的来源在煤加氢液化中氢的来源l加氢液化的反应产物加氢液化的反应产物l煤干脆液化的影响因素煤干脆液化的影响因素l两段集成液化法的原则流程图两段集成液化法的原则流程图l煤干脆液化一般工艺过程

26、煤干脆液化一般工艺过程l煤煤渣油共练法的概念及特点渣油共练法的概念及特点l三种相对成熟煤干脆液化的工艺代表：三种相对成熟煤干脆液化的工艺代表：IGOR、NEDOL、HTIl神华煤干脆液化工艺流程图神华煤干脆液化工艺流程图化学化工学院 化工工艺学l煤间接液化的定义，主要的两条工艺路途煤间接液化的定义，主要的两条工艺路途lFT合成的概念、化学原理、催化剂、常用的反合成的概念、化学原理、催化剂、常用的反应器应器lFT合成典型工艺合成典型工艺-Synthol合成工艺流程合成工艺流程lMTG技术基本原理、常用的催化剂技术基本原理、常用的催化剂化学化工学院 化工工艺学氨合成、甲醇合成、氨合成、甲醇合成、F

27、T反应等均是循环式工艺。反应等均是循环式工艺。何为循环式工艺？何为循环式工艺？未反应的反应物从产物中分别出来，在返回反应未反应的反应物从产物中分别出来，在返回反应器，其他的一些物料如溶液，催化剂溶剂等再器，其他的一些物料如溶液，催化剂溶剂等再返回反应器。返回反应器。优点：显著提高原料利用率，优点：显著提高原料利用率，削减系统排放量，降低原料消耗，削减了对环削减系统排放量，降低原料消耗，削减了对环境的污染。境的污染。化学化工学院 化工工艺学考试题型考试题型l填空题填空题20分，每空分，每空1分分l单项选择题单项选择题20分，每题分，每题2分分l是非题是非题10分，每题分，每题1分分l简答题简答题30分，每题分，每题6分分l工艺设计题工艺设计题20分，每题分，每题6-7分，共三题分，共三题化学化工学院 化工工艺学作业总结作业总结化学化工学院 化工工艺学