化工工藝學(xué)_習(xí)題考試復(fù)習(xí)資料(共19頁)

1、第一章 緒論(xln)1、化工(hugng)工藝學(xué)：研究由化工原料到化工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化工藝，系指原料物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包括實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的全部化學(xué)和物理的措施。2、化工工藝學(xué)是研究內(nèi)容：由化工原料加工成化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的生產(chǎn)方法、原理、流程和設(shè)備。3、化工工藝學(xué)的研究目的：是創(chuàng)立技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全、環(huán)境無害的生產(chǎn)過程。4、化工生產(chǎn)過程：原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品分離及精制和產(chǎn)品包裝與儲(chǔ)運(yùn)四大步驟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、綠色化學(xué)目標(biāo)為任何一個(gè)化學(xué)的活動(dòng)，包括使用的化學(xué)原料、化學(xué)和

2、化工過程、以及最終的產(chǎn)品，對(duì)人類的健康和環(huán)境都應(yīng)該是友好的。第二章 化工原料1、化學(xué)工業(yè)的主要原料：包括煤、石油、天然氣和農(nóng)副產(chǎn)品等。2、煤的化工利用途徑主要有煤干餾、煤氣化、煤液化 、煤制電石。3、煤的干餾是煤在隔絕空氣條件下，加熱分解形成氣態(tài)（煤氣）、液態(tài)（焦油）和固態(tài)（半焦或焦炭）產(chǎn)物過程（煉焦、焦化）4、煤的氣化以煤、焦炭（半焦）為原料，以水蒸汽、氧氣或空氣為氣化劑，在高溫（9001300）條件下，轉(zhuǎn)化成主要含有氫氣和一氧化碳的過程。5、對(duì)石油進(jìn)行一次加工和二次加工。一次加工方法為常壓蒸餾和減壓蒸餾；二次加工主要方法有：催化重整、催化裂化、加氫裂化和烴類熱裂解等。6、原油預(yù)處理：方法：

3、用加破乳劑和高壓電場聯(lián)合作用的脫水脫鹽電脫鹽脫水。罐注水目的：溶解原油中結(jié)晶鹽、減弱乳化劑作用、利于水滴聚集。原理：破乳劑和高壓電場作用下破乳化，使水凝聚沉降分離。為什么原油要進(jìn)行預(yù)處理：含鹽、含水來源；含水增加燃料消耗和冷卻水消耗；含鹽、-在爐管、換熱器管形成鹽垢，堵塞管路；設(shè)備腐蝕7、原油(yunyu)常減壓蒸餾主要設(shè)備：常壓塔，蒸餾塔。原因(yunyn)：其中350以上的高沸點(diǎn)(fidin)餾分，在高溫（400）會(huì)發(fā)生分解和縮合反應(yīng)，產(chǎn)生焦炭 ，導(dǎo)致管路堵塞. 現(xiàn)代技術(shù)通過減壓蒸餾可從常壓重油中拔出低于550的餾分。8、辛烷值：概念：汽油在內(nèi)燃機(jī)中燃燒時(shí)抗爆震性能指標(biāo)。與汽油組分有關(guān)。辛

4、烷值越大抗爆震性越好。規(guī)定：異辛烷的辛烷值為100，正庚烷為0，兩者按不同比例混合成標(biāo)準(zhǔn)燃料油。提高方法：、添加四醋酸鉛（有毒，無鉛汽油替代）、催化裂化、催化重整得到芳烴、環(huán)烷烴、異構(gòu)烷烴調(diào)整汽油（最好方法）、添加高辛烷值組分如MTBE（MTBE致癌作用）9、原油二次加工概念：重質(zhì)餾分及渣油再進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)上的破壞加工生成汽油、煤油等輕質(zhì)油品過程。原油二次加工方法：熱裂化、催化裂化、催化加氫裂化、催化重整。10、催化加氫裂化優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)靈活性大；（2）產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好；（3）沒有焦炭沉積，不需要再生催化劑，可采用固定床反應(yīng)器；（4）總的過程是放熱，反應(yīng)器中需冷卻；（5）加氫裂化所得的汽油辛

5、烷值低，須經(jīng)重整將它的辛烷值提高。11、催化重整：重要的二次加工方法，以石腦油為原料在催化劑作用下，烴類分子重新排列成新分子結(jié)構(gòu)的工藝過程。目的：生產(chǎn)高辛烷值汽油組分，為化纖、橡膠、塑料和精細(xì)化工提供原料，生產(chǎn)化工過程所需溶劑、油品加氫所需高純度廉價(jià)氫氣和民用燃料液化氣等副產(chǎn)品。12、催化重整工藝流程：1）預(yù)脫砷和預(yù)分餾工序：2）預(yù)加氫工序：脫除S、O、N、As等雜質(zhì)。氫氣在反應(yīng)器中的作用是加氫,帶出雜質(zhì)氣體和導(dǎo)出加氫反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。3）催化重整工序：4）后加氫工序：在重整油中混入部分不飽和烴,它們?nèi)艋烊敕紵N產(chǎn)品中,會(huì)使芳烴變色,質(zhì)量變壞,故要在和預(yù)加氫基本相同的條件下再進(jìn)行一次加氫操作。5）

6、穩(wěn)定系統(tǒng)6）芳烴抽提7）芳烴分離13、天然氣制合成氣的方法(fngf)有蒸汽轉(zhuǎn)化法和部分氧化法，主要反應(yīng)分別是 第三章 無機(jī)(wj)化工合成氨1、合成氨生產(chǎn)過程：(1) 原料(yunlio)氣制備：用煤或原油、天然氣制含氮、氫的原料氣。(2)原料氣凈化：將CO、CO2、S脫除到ppm級(jí)。(3) 壓縮和合成：高溫、高壓，凈化后原料氣經(jīng)過壓縮到1530MPa、450左右，在催化劑作用下在合成塔內(nèi)生成氨。2、合成氨原料氣制備二段轉(zhuǎn)化目的和設(shè)備：目的：轉(zhuǎn)化率高必須轉(zhuǎn)化溫度高，全部用高溫度，設(shè)備和過程控制不利，設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用高。一段溫度只在800C左右，對(duì)合金鋼管要求低，材料費(fèi)用降低。在二段才通入空

7、氣，使與一段的H2反應(yīng)產(chǎn)生高溫，保證二段轉(zhuǎn)化完全。因此，采用二段方式將一段轉(zhuǎn)化氣中的甲烷繼續(xù)轉(zhuǎn)化；加入空氣提供合成氨反應(yīng)需要的氮；燃燒部分轉(zhuǎn)化氣中的氫氣為轉(zhuǎn)化爐供熱， 設(shè)備：一段轉(zhuǎn)化爐，二段轉(zhuǎn)化爐3、合成氨原料氣制備工藝條件：a. 壓力：34MPa，降低能耗，提高余熱利用價(jià)值，減少設(shè)備體積降低投資；b. 溫度：一段爐溫度760800，主要考慮投資費(fèi)用及設(shè)備壽命 c. 水碳比：水碳比高，殘余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此采用較高水碳比，約3.5-4.0。d. 空速：以整個(gè)原料氣的干基、濕基，或以甲烷、氮?dú)鉃榛鶞?zhǔn)。4、合成氨原料氣制備中天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法原理與流程：CH4(g) + H2O(g)=

8、CO(g) + 3H2(g)，一定比例氫氮合成氣預(yù)熱后，進(jìn)入加氫反應(yīng)器和氧化鋅脫硫罐，配入中壓蒸氣達(dá)到一定水碳比后進(jìn)入一段轉(zhuǎn)化爐，一段轉(zhuǎn)化氣再進(jìn)入二段轉(zhuǎn)化爐，與二段轉(zhuǎn)化爐中的工藝空氣匯合，通過催化劑床層繼續(xù)反應(yīng)。5、水煤氣是以 水蒸氣 為氣化劑制得的煤氣(miq)，主要成分是 CO 和 H2 。半水煤氣是以 空氣(kngq)和水蒸氣 作氣化(q hu)劑制得的煤氣，主要成分是 CO 、 H2 和 N2 。6、煤為原料間歇制取半水煤氣時(shí)，一個(gè)循環(huán)包括包括一下五個(gè)過程：(1)吹風(fēng)階段：空氣從爐底收入，進(jìn)行氣化反應(yīng)，提高燃料層的溫度(積蓄熱量)，吹風(fēng)氣去余熱回收系統(tǒng)或放空。 (2)一次上吹制氣階段：

9、水蒸氣相加氮空氣從爐底送入，經(jīng)灰渣區(qū)預(yù)熱進(jìn)入氣化區(qū)反應(yīng)，生成的煤氣送入氣柜。此過程中，由于水蒸氣溫度較低，加上氣化反應(yīng)大量吸熱，使氣化區(qū)溫度顯著下降，而燃料層上部卻因煤氣的通過，溫度有所上升，氣化區(qū)上移，煤氣帶走的顯熱損失增加，因而在上吹制氣進(jìn)行一段時(shí)間后，應(yīng)改變氣體流向。 (3)下吹制氣階段：水蒸氣和加氮空氣從爐頂自上而下通過燃料層，生成的煤氣也送入氣柜。水蒸氣下行時(shí)，吸收爐面熱量可降低爐頂溫度，使氣化區(qū)恢復(fù)到正常位置。同時(shí)，使灰層溫度提高，有利于燃盡殘?zhí)肌?4)二次上吹制氣階段：下吹制氣后，如立即進(jìn)行吹風(fēng)，空氣與下行煤氣在爐底相遇，可能導(dǎo)致爆炸。所以，再作第二次蒸汽上吹，將爐底及下部管道中

10、煤氣排凈，為吹風(fēng)作準(zhǔn)備。(5)空氣吹凈階段：二次上吹后，煤氣發(fā)生爐上部空間，出氣管道及有關(guān)設(shè)備都充滿了煤氣，如吹入空氣立即放空或送往余熱回收系統(tǒng)將造成很大浪費(fèi)，且當(dāng)這部分煤氣排至煙囪和空氣接觸，遇到火星也可能引起爆炸。因此，在轉(zhuǎn)入吹風(fēng)階段之前，從爐底部收入空氣，所產(chǎn)生的空氣煤氣與原來殘留的水煤氣一并送入氣柜，加以回收。7、原料氣凈化除去有害物質(zhì)，如硫化物、CO、CO2等，凈化主要包括脫硫、CO變換和脫除CO2和少量CO。8、合成氨原料(yunlio)氣凈化脫硫：主要(zhyo)是硫化氫，其次是二硫化碳、硫氧化碳等有機(jī)硫。脫硫的方法(fngf)：干法脫硫和濕法脫硫。9、合成氨原料氣凈化干法脫硫：

11、干法脫硫適用于含S量較少情況。氧化鋅法（氧化鋅脫除有機(jī)硫的能力很強(qiáng)，一步脫硫就行。）、鈷鉬加氫脫硫法（脫除有機(jī)硫十分有效的預(yù)處理措施。幾乎可使天然氣中有機(jī)硫全部轉(zhuǎn)化成硫化氫。鈷鉬加氫法還可將烯烴加氫轉(zhuǎn)變成飽和烷烴，從而減少蒸汽轉(zhuǎn)化工序析碳的可能。）10、合成氨原料氣凈化濕法脫硫：濕法脫硫適用于含S量較大場合情況。優(yōu)點(diǎn)：脫硫劑是便于輸送的液體物料；脫硫劑可以再生，并能回收富有價(jià)值的化工原料硫磺。分類：化學(xué)吸收法（蒽醌二磺酸鈉法，即ADA法）和物理吸收法。11、合成氨原料氣凈化一氧化碳變換：原因：脫硫后原料氣都含有CO，但氨的合成生產(chǎn)中不需要CO，而在一定條件下還會(huì)與合成氨的體系催化劑反應(yīng)，導(dǎo)致催

12、化劑失活，應(yīng)將其除去。大多數(shù)CO通過變換反應(yīng)除去，少量通過其他凈化法除去。變換反應(yīng)：CO+H2OCO2+H2，變換目的：將原料氣中CO變成CO2和H2，H2是合成氨需要的最重要成份。變換反應(yīng)特點(diǎn)：1、可逆：化學(xué)平衡的問題，轉(zhuǎn)化率問題？2、放熱；3、等體積；4、催化劑，因此溫度越低，水碳比越大，平衡轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)后變換氣中殘余CO量越少。變換過程工藝條件：溫度、壓力、水蒸氣比例。12、變換反應(yīng)通過分段冷卻來實(shí)施降溫：原因：低溫條件下變換后殘余CO含量可以有較大的降低；但降低溫度，對(duì)反應(yīng)速度不利，因此選擇適宜溫度進(jìn)行以提高反應(yīng)器利用率、減少催化劑用量。由于反應(yīng)初期轉(zhuǎn)化率低，最適宜溫度較高；反應(yīng)后

13、期，轉(zhuǎn)化率高，最適宜溫度較低。 隨反應(yīng)進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率增加，需降低反應(yīng)溫度，而反應(yīng)放熱，需采用分段冷卻降溫。13、合成氨原料氣凈化中壓變換(binhun)和低壓變換：中變溫度(wnd)約370,中變后CO降至3，溫度(wnd)升高到425-440，經(jīng)換熱后溫度約220 進(jìn)入低變，低變出口約240,殘余CO為0.3-0.5%。14、合成氨原料氣凈化二氧化碳脫除：原因：（1）CO2是合成氨催化劑毒物。（2）太高CO2稀釋了原料氣，降低了氫氮分壓。（3）在銅氨洗液、含氨循環(huán)氣形成碳銨結(jié)晶而堵塞管道。（4）CO2可以再利用合成尿素、純堿、NH4HCO3 等。方法：物理吸收法（甲醇水洗法）；化學(xué)吸收法（熱鉀

14、堿法）；主要分脫碳（吸收塔）和再生（再生塔）兩部分，再生需要供給很多熱量，也是合成氨中耗能的一個(gè)較重要部位。15、合成氨原料氣凈化少量一氧化碳的脫除：銅氨液洗滌法；液氮洗滌法-深冷分離法；甲烷化法CO+3H2=CH4+H2O16、氨合成基本原理： 特點(diǎn)：可逆反應(yīng)-轉(zhuǎn)化率的問題?；放熱反應(yīng)-反應(yīng)熱及時(shí)移走，溫度控制?；體積縮小-反應(yīng)壓力?；催化劑加速-選擇問題，壽命問題 ?-平衡氨含量隨壓力升高 、溫度降低、惰性氣含量減少而增大。 17、氨的合成影響平衡氨含量的因素：1、氫氮比的影響；2、惰性氣體含量的影響18、氨的合成影響反應(yīng)速率的因素：空速：空速增加，生產(chǎn)強(qiáng)度提高。溫度：最適宜溫度小于平衡溫

15、度。壓力：選較高壓力。氫氮比：選取合適比例19、氨的合成流程和主要設(shè)備：新鮮氣壓縮與循環(huán)氣混合冷卻、升溫進(jìn)入氨合成塔。反應(yīng)后氣體經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器后再向新鮮氣供熱。只分離很少部分氨后就進(jìn)入循環(huán)壓縮，與新鮮氣混后冷卻，分離氨后再升溫進(jìn)入氨合成塔。主要設(shè)備：氨合成塔20、氨的合成(hchng)先分離氨與后分離氨：先分離氨再循環(huán)，分離功耗小，但壓縮功大，合成(hchng)壓力30MPa。先循環(huán)混合再冷卻分離，冷凍功耗小但循環(huán)功耗大?？偰芎男　?1、軸向冷激式合成塔優(yōu)點(diǎn)(yudin)：結(jié)構(gòu)簡單、催化劑分布和溫度分布均勻、控溫調(diào)溫方便、床層通氣面大阻力小。徑向冷激式合成塔優(yōu)點(diǎn)：氣體通過床層路徑短，通氣面積

16、更大，阻力更小；適宜用更小粒度催化劑，提高內(nèi)表面積，減少內(nèi)擴(kuò)散影響；催化劑還原均勻；降低能耗，更適宜于離心式壓縮機(jī)。硫酸1、硫酸生產(chǎn)方法：硝化法（SO2+N2O3+H2O=H2SO4+2NO ，2NO+O2=2NO2 ，NO+NO2=N2O3）、接觸法（ 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +8SO2，SO2 + 0.5O2 = SO3，SO3+H2O H2SO4）2、硫酸生產(chǎn)流程：預(yù)處理（粉碎、配礦、干燥）；焙燒；凈化；轉(zhuǎn)化；吸收。3、焙燒速率提高途徑：提高操作溫度、減小硫鐵礦粒度、 增加空氣與礦粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、 提高入爐空氣氧含量。4、沸騰焙燒爐特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)強(qiáng)度大、硫的燒出率高、

17、傳熱系數(shù)高、產(chǎn)生的爐氣二氧化硫濃度高、適用的原料范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。不足：爐塵量大，爐塵占總燒渣的60%-70%，除塵凈化系統(tǒng)負(fù)荷大、需將硫鐵礦粉碎至較小粒度，需高壓鼓風(fēng)機(jī)，動(dòng)力消耗大。5、酸霧：爐氣中少量三氧化硫要與水反應(yīng)生成硫酸，溫度較低時(shí)，爐氣中大多數(shù)三氧化硫都轉(zhuǎn)化成硫酸蒸汽（酸霧）。清除方法：靜電沉降法。6、凈化雜質(zhì)目的： 除去無用雜質(zhì)，提供合格原料氣。礦塵（使催化劑中毒）；As2O3和SeO2（使催化劑中毒）；HF和SiF4；H2O和SO3（形成酸霧）7、凈化流程(lichng)比較：水洗流程：簡單、投資(tu z)省、操作方便，砷和氟的凈化率都高。但SO3和SO2溶于水難于

18、回收，使S的利用率低。最大不足(bz)是排放有毒含塵污水多，環(huán)境污染大。酸洗流程：酸可循環(huán)使用，多余酸排出系統(tǒng)他用。可利用爐氣中的SO3，提高了S的利用率。酸泥中的砷硒也可回收。最大優(yōu)點(diǎn)是排污量少，為水洗流程的1/2001/300。8、爐氣干燥工藝條件選擇： 吸收酸的濃度（93-95%硫酸） 氣流速度（空塔 0.70.9m/s） 吸收酸溫度（30-45）噴淋密度（10-15m3/m2h ）9、吸收硫酸濃度：當(dāng)硫酸濃度98.3%時(shí)，水的平衡分壓很低，SO3平衡分壓很高。只有硫酸濃度=98.3%，水和SO3平衡分壓都接近于零，可得到最大的吸收率。10*、轉(zhuǎn)化SO2催化氧化工藝條件：1、最適宜溫度2

19、、二氧化硫的起始濃度3、最終轉(zhuǎn)化率11、吸收影響因素：1、吸收酸濃度2、吸收酸溫度3、進(jìn)塔氣溫度12*、三廢治理：氨-酸法，SO2(g) + 2NH3H2O(aq) = (NH4)2SO3(aq) + H2O，(NH4)2SO3(aq) + SO2(g) + H2O = 2NH4HSO3(aq)13、兩轉(zhuǎn)兩吸流程特點(diǎn)：反應(yīng)速度快，最終轉(zhuǎn)化率高；可用SO2濃度較高的爐氣； 減輕尾氣污染和尾氣處理負(fù)荷；需增加一換熱器：一次吸收后需要再加熱到420左右才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)；動(dòng)力消耗增加。純堿1、純堿生產(chǎn)方法：氨堿法、聯(lián)合制堿法（侯氏法）2、氨堿法原理：NaCl+NH3+CO2+H2O = NaHCO3

20、(s)+NH4Cl3、氨堿法過程：(1) 飽和鹽水的制備和精制；(2)吸氨；(3)氨鹽水的碳酸化；(4) 過濾和煅燒；(5) 氨的回收(6) 制CO2和石灰乳(7) 重質(zhì)純堿的制造5、飽和(boh)鹽水制備和精制：精制的目的：將粗鹽中所含雜質(zhì)如Ca鹽和Mg鹽等除去。因?yàn)樵谖瞻焙吞妓峄^程中，可能生成氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀，使管道堵塞或影響產(chǎn)品質(zhì)量。兩種除鈣方法比較：氨法：可用尾氣中的氨，省原料，但生成的氯化銨對(duì)碳酸化過程不利(bl)。純堿法：用產(chǎn)品堿去除鈣雖損耗了部分產(chǎn)品，但沒有氯化銨生成，對(duì)后續(xù)工序碳酸化有利。6、吸氨原理(yunl)：NH3+H2O = NH4OH；2NH3+CO2+H2O

21、 = (NH4)2CO3，吸氨的主要設(shè)備是吸氨塔7、碳酸化原理：氨鹽水先與CO2反應(yīng)生成氨基甲酸銨；氨基甲酸銨水解生成碳酸氫銨；碳酸氫銨與鈉離子反應(yīng)生成碳酸氫鈉。8、煅燒反應(yīng)：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)10、氨堿法和聯(lián)堿法比較： 氨堿法的優(yōu)點(diǎn)：原料易得且價(jià)廉，生產(chǎn)中氨可循環(huán)利用，損失較少；能大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，易于機(jī)械化、自動(dòng)化；可得高質(zhì)量純堿。缺點(diǎn)：原料利用率低，大量廢液廢渣污染環(huán)境；消耗大量蒸汽和石灰，流程長，設(shè)備龐大和能量浪費(fèi)。聯(lián)合制堿法優(yōu)點(diǎn)：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、化灰機(jī)等笨重設(shè)備，流程短，建廠投資減少

22、；無大量廢液、廢渣排出，可在內(nèi)地建廠。11、析銨：用冷析和鹽析，利用不同溫度下氯化鈉和氯化銨的溶解度差異從母液中分出氯化銨。燒堿1、燒堿生產(chǎn)方法：隔膜法，離子交換膜法。2、隔膜法原理（流程）：食鹽水進(jìn)入陽極區(qū)，在陽極上析出氯氣，鈉離子通過隔膜進(jìn)入進(jìn)入陰極區(qū)與OH生成氫氧化鈉，陰極上析出氫氣。生成的氫氧化鈉由下部電解液出口排出，整個(gè)操作過程是連續(xù)的。3、隔膜法電解(dinji)工藝條件：(1)鹽水質(zhì)量(zhling)與溫度(2) 鹽水流量與電解液組成(3)電流密度和槽電壓(4)絕緣性和電能效率(5) 氣體純度和壓力5、副產(chǎn)品：NaClO 、NaCl，副反應(yīng)消耗產(chǎn)品氯氣(l q)和氫氧化鈉，還降低

23、產(chǎn)品純度。6、離子交換膜法原理（流程）：食鹽水進(jìn)入陽極區(qū)，在陽極上析出氯氣，鈉離子通過離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)與OH生成氫氧化鈉，陰極上析出氫氣。生成的氫氧化鈉由下部電解液出口排出，整個(gè)操作過程是連續(xù)的。7、離子交換膜法電解工藝條件：(1) 飽和食鹽水質(zhì)量(2) 電解槽操作溫度(3) 陰極液NaOH濃度(4) 陽極液NaCl含量第四章 有機(jī)化工烴類裂解1、烴類熱裂解：輕質(zhì)烴類在高溫（850C）下受熱分解生成分子量較小的烴類以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烴等基本有機(jī)化工產(chǎn)品的化學(xué)過程。2、烴類裂解過程：一次反應(yīng)（脫氫反應(yīng)；斷鏈反應(yīng)）：原料烴類經(jīng)熱裂解生成乙烯和丙烯的反應(yīng)。二次反應(yīng)：一次反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)

24、生反應(yīng)生成多種產(chǎn)物，甚至最后生成焦或碳。3、烴類裂解規(guī)律：鍵能方向(1)同碳原子數(shù)烷烴，CH鍵能大于CC鍵能，斷鏈比脫氫容易。(2) 烷烴相對(duì)熱穩(wěn)定性隨碳鏈增長而降低，越長的烴分子越容易斷鏈。(3) 烷烴的脫氫能力叔氫最易脫去、仲氫次之，伯氫又次之。(4) 帶支鏈烴的CC鍵或CH鍵的鍵能小，易斷裂。故有支鏈的烴容易裂解或脫氫。熱力學(xué)方向(1）脫氫反應(yīng)比斷鏈反應(yīng)所需熱量多。(2) 斷鏈反應(yīng)G0有較大負(fù)值，是不可逆反應(yīng)，脫氫反應(yīng)G0是較小負(fù)值或正值，是可逆反應(yīng)，斷鏈比脫氫易進(jìn)行。(3) 斷鏈反應(yīng)中，低分子烷烴CC鍵在分子兩端斷裂比在分子中央斷裂在熱力學(xué)上占優(yōu)勢，斷鏈所得的較小分子是烷烴，主要是甲烷

25、；較大分子是烯烴。隨烷烴碳鏈增長，CC鍵在兩端斷裂減弱，在分子中央斷裂大。(4) 乙烷不發(fā)生斷鏈反應(yīng)，只發(fā)生脫氫反應(yīng)，生成乙烯及氫。甲烷生成乙烯的反應(yīng)值是很大的正值，一般熱裂解溫度不變化。4、環(huán)烷烴裂解(li ji)規(guī)律（1）側(cè)鏈烷基比烴環(huán)易斷裂，長側(cè)鏈的斷裂從中部開始，離環(huán)近的碳鍵不易斷裂；（2）帶側(cè)鏈環(huán)烷烴比無側(cè)鏈環(huán)烷烴裂解所得烯烴收率高；（3）環(huán)烷烴脫氫(tu qn)生成芳烴的反應(yīng)優(yōu)于開環(huán)生成烯烴的反應(yīng)；（4）五碳環(huán)烷烴比六碳環(huán)烷烴難裂解；（5）環(huán)烷烴比鏈烷烴更易于生成焦油，產(chǎn)生結(jié)焦。5、芳香烴熱裂解(li ji)：（1）烷基芳烴側(cè)鏈發(fā)生斷裂生成苯、甲苯、二甲苯等反應(yīng)和脫氫反應(yīng)；（2）較

26、劇烈條件，芳烴發(fā)生脫氫縮合反應(yīng)。如苯脫氫縮合成聯(lián)苯和萘等多環(huán)芳烴，多環(huán)芳烴還能繼續(xù)脫氫縮合生成焦油直至結(jié)焦。6、各族烴類熱裂解規(guī)律：異構(gòu)烷烴 正構(gòu)烷烴 環(huán)烷烴 (C6C5) 芳烴7、烴類熱裂解二次反應(yīng)：二次反應(yīng)中除了較大分子的烯烴裂解能增產(chǎn)乙烯、丙烯外，其余反應(yīng)都要消耗乙烯，降低乙烯的收率。應(yīng)當(dāng)盡量避免二次反應(yīng)。 8、結(jié)焦與生碳：結(jié)焦是低溫度下通過芳烴縮合而成，有微量氫。生碳是高溫度下通過生成乙炔中間階段脫氫為稠合的碳原子團(tuán)，幾乎不含氫。9、PONA值：含氫量PNA；乙烯收率PNA；液體產(chǎn)物收率PNA；容易結(jié)焦傾向PNA；10、裂解工藝參數(shù)：PONA值（烷烴P烯烴O 環(huán)烷烴N芳烴A，烷烴含量越

27、大，芳烴越少，則乙烯產(chǎn)率越高），原料含氫量（氫含量高則乙烯產(chǎn)率越高），特性因數(shù)K（K值越大則乙烯產(chǎn)率越高），芳烴指數(shù)BMCI（BMCI值越小則乙烯潛在產(chǎn)率越高）11、裂解結(jié)果指標(biāo)：轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)氣率、選擇性、收率和質(zhì)量收率12、裂解工藝條件(tiojin)：溫度（提高溫度有利于提高一次反應(yīng)對(duì)二次反應(yīng)的相對(duì)速度(xin du s d)，提高乙烯收率），停留時(shí)間（短停留時(shí)間對(duì)生成烯烴(xtng)有利），烴分壓（低壓有利于乙烯的生產(chǎn)，有利于抑制結(jié)焦過程。）13、烴類熱裂解采用什么樣的溫度、保留時(shí)間和烴分壓能得到較好的產(chǎn)物分布?裂解溫度:750-900,原料分子量越小，所需裂解溫度越高，乙烷裂解溫度最高；

28、溫度停留時(shí)間的影響:對(duì)于給定原料，相同裂解深度，提高溫度，縮短停留時(shí)間，可以獲得較高的烯烴收率，并減少結(jié)焦抑制芳烴生成，所得裂解汽油的收率相對(duì)較低,使炔烴收率明顯增加；壓力對(duì)裂解反應(yīng)的影響，從化學(xué)平衡角度分析（壓力只對(duì)脫氫反應(yīng)有影響）對(duì)一次反應(yīng)：AB+C n0，烴聚合縮合的二次反應(yīng) n0，因此降低壓力有利于提高乙烯平衡組成，有利于抑制結(jié)焦過程；從動(dòng)力學(xué)分析上看，一次反應(yīng)多是一級(jí)反應(yīng)，烴類聚合和縮合的二次反應(yīng)多是高于一級(jí)的反應(yīng)，因此降低壓力，可增大一次反應(yīng)對(duì)于二次反應(yīng)的相對(duì)速率，有利于提高一次反應(yīng)選擇性,減輕結(jié)焦。但是由于裂解是在高溫下進(jìn)行的，不易用抽真空減壓方法實(shí)現(xiàn)減壓，這是因?yàn)樵诟邷夭灰酌芊?/p>

29、，一旦空氣漏入負(fù)壓操作系統(tǒng)，與烴類氣體混合會(huì)引起爆炸，同時(shí)還會(huì)多消耗能源，對(duì)后面分離工序的壓縮操作不利，因此工業(yè)上 加入稀釋劑 ，P烴 ,常壓操作, 從而乙烯量。16、稀釋劑：目的(md)：降低烴分壓；稀釋劑種類：水蒸氣、氫氣(qn q)、惰性氣體；優(yōu)點(diǎn)(yudin)：設(shè)備在常壓或正壓操作，安全性高，不會(huì)對(duì)以后壓縮操作增加能耗。17裂解過程中為什么要加入水蒸汽起到了哪些作用：熱容量大，可穩(wěn)定爐管溫度，防止過熱；易分離，價(jià)格便宜、易得。抑制原料中的S對(duì)鎳鉻合金爐管的腐蝕；鈍化作用。高溫蒸汽可減緩爐管內(nèi)金屬Fe、Ni對(duì)烴分解生炭反應(yīng)的催化，抑制結(jié)焦速度；清除積炭。高溫水能與積炭反應(yīng)而清除積炭。 H

30、2O + C CO + H218裂解氣為什么要急冷？急冷有哪些方法？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？目的：回收高溫?zé)崮?，產(chǎn)生高壓蒸汽； 終止裂解反應(yīng)（二次反應(yīng)）；急冷的意義：決定清焦周期，甚至決定裂解爐的周期；影響全裝置的能耗和原料的單耗；方法： 直接急冷：冷卻介質(zhì)（水、油）與裂解氣直接接觸。 間接急冷：急冷鍋爐 廢熱鍋爐 用換熱器回收大量的熱量，冷卻介質(zhì)用高壓水。19、裂解主要設(shè)備與工藝：設(shè)備：管式裂解爐。工藝：烴的熱裂解，裂解氣的預(yù)分餾，氣體凈化系統(tǒng)，壓縮和冷凍系統(tǒng)，精餾分離系統(tǒng)20、裂解氣體凈化：1.堿洗法、乙醇胺法脫除酸性氣體CO2，H2S，危害為：干冰堵塞管道，也使催化劑中毒，產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定；2

31、.脫水，危害為生成結(jié)晶物堵塞設(shè)備及管道；3.溶劑吸收法和催化加氫法來脫炔，危害為影響催化劑壽命，惡化產(chǎn)品質(zhì)量，形成不安全因素，產(chǎn)生副產(chǎn)品。21、精餾分離方法：順序分離流程（后加氫）；前脫乙烷前加氫流程；前脫乙烷后加氫流程；前脫丙烷前加氫流程；前脫丙烷后加氫流程。22、深冷分離：深冷分離過程需要制冷劑。制冷是利用制冷劑壓縮和冷凝得到制冷劑液體，再在不同壓力下蒸發(fā)，則獲得不同溫度級(jí)位的冷凍過程。催化加氫1、催化(cu hu)加氫類型：不飽和鍵的加氫；催化(cu hu)還原加氫；加氫分解。（熱力學(xué)）：第一類加氫反應(yīng)（乙炔加氫，一氧化碳甲烷化，有機(jī)硫化物的氫解）第二類加氫反應(yīng)（苯加氫合成(hchng)

32、環(huán)己烷）第三類加氫反應(yīng)（一氧化碳加氫合成甲醇）2、催化加氫反應(yīng)原理：在催化劑的作用下，分子氫被活化與有機(jī)化合物中的不飽和官能團(tuán)加成反應(yīng)。2、催化加氫工藝條件：溫度：低溫有利于加氫反應(yīng)。壓力：提高壓力對(duì)反應(yīng)有利。用量比（摩爾比）。3、催化加氫精制產(chǎn)品：1、裂解氣的凈化除炔2、裂解汽油的精制3、精制苯4、精制氫氣4、催化加氫催化劑：金屬催化劑、骨架催化劑、金屬氧化物催化劑、金屬硫化物催化劑和金屬絡(luò)合物催化劑等。5、CO加氫合成甲醇工藝流程：造氣壓縮合成分離精制6、CO加氫合成甲醇速度因素：溫度，壓力，催化劑7、CO加氫合成甲醇工藝條件：a.反應(yīng)溫度及壓力（催化劑種類而異）b.空速（適宜空速與催化劑

33、活性、反應(yīng)溫度及進(jìn)塔氣體組成有關(guān)）c.原料氣組成（Zn-Cr2O3催化劑: H2：CO=4.5；銅基催化劑: H2：CO=2.2- 3。CO含量高不好：不利溫度控制，引起羰基鐵積聚，使催化劑失活，一般采用氫過量；H2過量:抑制高級(jí)醇、高級(jí)烴和還原性物質(zhì)的生成，提高甲醇的濃度和純度;氫導(dǎo)熱性好，利于防止局部過熱和催化劑床層溫度控制）催化脫氫1、催化脫氫反應(yīng)類型：1、烷烴脫氫生成烯烴、二烯烴及芳烴C12H26 n-C12H24+H2；2、烯烴脫氫生成二烯烴C5H10CH2=CH-C（CH3）-CH2+H2；3、烷基芳烴脫氫生成烯基芳烴C6H5-C2H5C6H5-CH=CH2+H2；4、醇類脫氫可制

34、得醛和酮類CH3CH2OHCH3CHO+H22、乙苯催化脫氫工藝流程：脫氫反應(yīng)、尾氣產(chǎn)物分離、最終產(chǎn)品苯乙烯精制3、乙苯催化脫氫(tu qn)設(shè)備：脫氫(tu qn)反應(yīng)器，冷凝器，精餾塔催化(cu hu)氧化1、均相催化氧化的特點(diǎn)：催化劑活性較高、選擇性較好；反應(yīng)條件不太苛刻，反應(yīng)比較平穩(wěn)；設(shè)備簡單，容積較小，生產(chǎn)能力較高；反應(yīng)溫度通常不太高，反應(yīng)熱利用率較低；在腐蝕性較強(qiáng)的體系時(shí)要采用特殊材質(zhì)；催化劑多為貴金屬，必須分離回收。催化劑多為Co、Mn等過渡金屬離子的鹽類2、非均相催化氧化的特點(diǎn)：平行副反應(yīng)的競爭比均相氧化反應(yīng)復(fù)雜而較難控制3、乙醛氧化制醋酸生產(chǎn)工藝和主要設(shè)備：氧化反應(yīng)，產(chǎn)物分離

35、，產(chǎn)品精制。設(shè)備為：攪拌鼓泡釜式反應(yīng)器、連續(xù)鼓泡床塔式反應(yīng)器。4、乙醛氧化制醋酸反應(yīng)原理和工藝條件：CH3CHO+1/2O2CH3COOH，條件為：溫度，壓力，反應(yīng)時(shí)間第五章 精細(xì)有機(jī)化工產(chǎn)品典型生產(chǎn)工藝1、精細(xì)化工：即精細(xì)化學(xué)工業(yè)，是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)2、通用化學(xué)品（大宗化學(xué)品）：指應(yīng)用范圍廣泛、生產(chǎn)中技術(shù)要求高、生產(chǎn)批量大的化學(xué)品。如三酸、兩堿、化肥、乙烯、苯及合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等。3、精細(xì)化學(xué)品：對(duì)基本化學(xué)品的初級(jí)或次級(jí)化學(xué)品深加工而制取的具有特定功能、特定應(yīng)用功能、合成工藝中步驟多、產(chǎn)量小、產(chǎn)品附加值高等系列產(chǎn)品，例如醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品添加劑等。4、磺化反應(yīng)：磺化？磺化作用？

36、第六章 聚合物產(chǎn)品典型生產(chǎn)工藝1、高分子化合物：高分子化合物通常指相對(duì)分子量104106的化合物2、單體、重復(fù)單元、結(jié)構(gòu)單元、單體單元、聚合度3、加聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)？4、連鎖聚合，逐步聚合?3、聚合(jh)方法？本體聚合；溶液聚合；懸浮聚合；乳液聚合第七章 化工工藝(gngy)計(jì)算1、轉(zhuǎn)化率(X)，收率(shu l)(Y)和選擇性(S)？2、物料衡算質(zhì)量守恒定律3、熱量衡算能量守恒定律第八章 化工生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)1、綠色化工工藝：基本概念：綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)，由此發(fā)展的技術(shù)稱環(huán)境友好技術(shù)或潔凈技術(shù)：即利用化學(xué)原理在化學(xué)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中即消除或減少那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有毒

37、有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，設(shè)計(jì)研究沒有或只有盡可能少的環(huán)境負(fù)作用、在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行的產(chǎn)品和化學(xué)過程。2、綠色化學(xué)的12條原則 3、原子經(jīng)濟(jì)性：反應(yīng)物中原子有多少轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。設(shè)計(jì)合成方法時(shí)，應(yīng)盡可能把反應(yīng)過程中利用的原料都轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中。4、綠色化學(xué)工藝的主要內(nèi)容：原料綠色化：無毒無害原料、可再生資源；產(chǎn)品綠色化：安全、可降解；過程綠色化：原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)、綠色催化劑、綠色溶劑、過程強(qiáng)化一、名詞解釋：1、化工工藝學(xué)2、綠色化工、原子經(jīng)濟(jì)性3、反應(yīng)收率、反應(yīng)選擇性、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率4、烴類熱裂解5、懸浮(xunf)聚合、乳液聚合、溶液聚合6、煤的干餾(gnli)、煤的氣化(q hu)7、催化重整8、汽

38、油的辛烷值二、解答題：1、什么是汽油辛烷值？簡述提高汽油的辛烷值主要手段。2、化工工藝學(xué)的研究目的？簡述現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展方向。3、簡述硫鐵礦為原料制取硫酸的生產(chǎn)原理及主要設(shè)備。4、在原料確定的情況下，從裂解過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)出發(fā)，為了獲取最佳裂解效果，應(yīng)選擇什么樣的工藝參數(shù)（停留時(shí)間、溫度、壓力），為什么？5、烴類裂解為什么要加稀釋劑？應(yīng)選擇什么樣的稀釋劑？6、合成氨原料氣凈化一氧化碳變換的反應(yīng)是什么？影響該反應(yīng)的平衡和速度的因素有哪些？7、間歇法水煤氣工作循環(huán)由那幾個(gè)階段組成？8、烴類熱裂解采用什么樣的溫度、保留時(shí)間和烴分壓能得到較好的產(chǎn)物分布?9、裂解過程中為什么要加入水蒸汽？它還起到了哪些作用？1