化學工藝學知識點總結全解

1化學工藝學第一章緒論1、化學工業(yè)：運用化學工藝、化學工程及設備，經(jīng)過各種化工單元操作，高效、節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保和安全地將原料生產(chǎn)成化工產(chǎn)品的特定生產(chǎn)部門。2、化學工藝即化工生產(chǎn)技術，是指將各種原料主要經(jīng)過化學反響轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包含實現(xiàn)這類轉(zhuǎn)變的全部化學的和物理的措施。3、化學工藝學是依據(jù)化學、物理和其余科學的成就，爭論綜合利用各種原料生生產(chǎn)上安全的化工生產(chǎn)工藝的學科。4、21世紀，化學工業(yè)的進展趨向？答：〔1〕產(chǎn)品構造精巧化和功能化；〔2〕生產(chǎn)裝置微型化和柔性化；〔3〕生產(chǎn)過程綠色化和高科技化；〔4〕市場經(jīng)營國際化、信息化。5、綠色化工就是用先進的化工技術和方法削減或除掉對人類安康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的各種物質(zhì)的一種技術手段。6、化學工業(yè)的根底原料指可以用來加工生產(chǎn)化工基根源料或產(chǎn)品的在自然界天然存在的資源。7、化工產(chǎn)品一般是指由原料經(jīng)化學反響、化工單元操作等加工方法生產(chǎn)出來的物料〔品〕。煤化工：以煤為原料，經(jīng)過化學加工轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w、液體和固體燃料及化學品的工業(yè)。煤的干餾：是指在間隔空氣條件下將煤加熱，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦爐氣的過程。．一次加工方法主要包含一次加工和二次加工，一次加工方法主要包含常壓蒸餾和減壓蒸餾。蒸餾是一種利用液體混雜物中各組分揮發(fā)度的差異〔沸點不一樣〕進展分其余方法，是一種沒有化學反響的傳質(zhì)、傳熱物理過程，主要設備是蒸餾塔。常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氫裂化和烴類熱裂解四種。催化重整：是在鉑催化劑作用下加熱汽油餾分()，使此中的烴類分子重擺列形成分子的工藝過程。催化重整的原料是石腦油，以生產(chǎn)高辛烷值汽油為目的時一般承受 80～180℃餾分。．催化加氫裂化是在催化劑及高氫壓下加熱重質(zhì)油，使其發(fā)生一系列加氫和裂化反響，轉(zhuǎn)變?yōu)楹娇彰河?、柴油、汽油平和體等產(chǎn)品的加工過程。化工生產(chǎn)過程一般可概括為原料預辦理、化學反響和產(chǎn)品分別與精制三大步驟。原料的預辦理的主要目的是使初始原料到達反響所需要的狀態(tài)和規(guī)格。18、化學反響是化工生產(chǎn)的中心。實現(xiàn)化學反響過程的設備稱為反響器〔釜或塔〕。19、產(chǎn)品分別與精制目一是獲得吻合規(guī)格的產(chǎn)品，二是回收、利用副產(chǎn)物。20、組織工藝流程時應依據(jù)的原則有哪些？答：〔1〕工藝路線技術先進，生產(chǎn)運轉(zhuǎn)安全靠譜，經(jīng)濟指標先進合理；〔2〕原料和能量利用充分合理；〔3〕單元操作適合，設備選型合理；〔4〕工藝流程連續(xù)化、自動化；〔5〕安全措施適合，“三”治理有效。21、工業(yè)催化劑的性能指標是活性、選擇性和壽命。22、催化劑的失活原由一般分為中毒、結焦和擁堵、燒結和熱失活三大類。22、固體催化劑在使用中應留意事項有哪些？答：〔1〕要防范已復原或已活化好的催化劑與空氣接觸；〕原料肯定經(jīng)過凈化辦理，使用過程中要防范毒物與催化劑接觸；〕要嚴格掌握催化劑使用溫度，使其在催化劑活性溫度范圍內(nèi)使用，防范催化劑床層溫度局部過熱，省得燒壞催化劑?！骋３终２僮鳁l件〔如溫度、壓力、反響物配比、流量等〕穩(wěn)固，盡量削減顛簸。〕開車時要保持緩慢的升溫、升壓速率，溫度、壓力的突然變化簡潔造成催化劑的粉粹，要盡量削減開車、泊車的次數(shù)。第一章化學工藝根底化工原料依據(jù)物質(zhì)根源可分為無機原料和有機原料兩大類。煤化工包含煤的干餾〔包含煉焦和低溫干餾〕，氣化，液化和合成化學品等。原油：從油井中開采出來沒有經(jīng)過加工辦理的石油叫原油，它是一種有氣味的棕黑色或黃褐色黏稠液體。一次加工：一次加工方法主要包含常壓蒸餾和減壓蒸餾。二次加工：常用的二次加工方法主要有催化重整，催化裂化，催化加氫裂化和烴類熱裂解。化工生產(chǎn)過程：一般可概括為原料預辦理，化學反響和產(chǎn)品分別與精制三大步驟。選擇性：是指系統(tǒng)中轉(zhuǎn)變?yōu)槟康漠a(chǎn)物的某反響物量與參與全部反響而轉(zhuǎn)變的該反響物總量之比，用符號S表示。表達式為：轉(zhuǎn)變?yōu)槟康漠a(chǎn)物的某反響物的量該反響物的轉(zhuǎn)變總量催化劑失活原由一般分為中毒，結焦和擁堵，燒結和熱失活三大類。催化劑使用留意事項：〕要防范已復原或已活化好的催化劑與空氣接觸；〕原料肯定經(jīng)過凈化辦理，使用過程中要防范毒物與催化劑接觸；〕要嚴格掌握操作溫度，使其在催化劑活性溫度范圍內(nèi)使用，防范催化劑床層溫度局部過熱，省得燒壞催化劑；〕要保持正常操作條件的穩(wěn)固，盡量削減顛簸；〕開車時要保持緩慢的升溫，升壓速率，溫度，壓力的突然變化簡潔造成催化劑的粉碎，要盡量削減開，泊車的次數(shù)。第四章 烴類熱裂解烴類熱裂解：是指以石油系烴類為原料，利用石油烴在高溫下的不穩(wěn)固、易分解的性質(zhì)，在間隔空氣和高溫條件下使大分子的烴類發(fā)生斷鏈和脫氫等反響，以制取初級烯烴的過程。烴類熱裂解制乙烯的生產(chǎn)工藝主要由原料烴的熱裂解和裂解產(chǎn)物的分別精制兩局部構成。一般將簡單的裂解反響概括為一次反響和二次反響。一次反響：是指原料烴〔主假設是烴類和環(huán)烷烴〕經(jīng)熱裂解生成乙烯和丙烯等初級烯烴的反響。35二次反響：是指一次反響的產(chǎn)物乙烯、丙烯等初級分子烯烴進一步發(fā)生反響生成多種產(chǎn)物，直至最終生焦或炭。乙烷裂解的自由基反響包含鏈引起、鏈增加反響和鏈停頓反響 3個階段。各種烴熱裂解的難易序次可概括為：異構烷烴芳烴

>正構烷烴>環(huán)烷烴〔C6 >C從熱力學角度分析，裂解是吸熱反響，理論上烴類裂解制乙烯的最適合溫度一般在750～900℃。裂解的深度取決于裂解溫度和逗留時間。管式爐裂解技術的反響設備是裂解爐，它既是乙烯裝置的中心，又是開掘節(jié)能潛力的要點設備。石油烴類裂解的操作條件宜承受高溫、短逗留時間、低烴分壓，產(chǎn)生的裂解氣要快速走開反響區(qū)。烴類的熱裂解過程的特色：〕烴類熱裂解是吸熱反響；〕烴類熱解需在高溫下進展，反響溫度一般在750℃以上；〕為了防范烴類熱裂解過程中二次反響，反響逗留時間很短，一般在0.05～1s；〕熱裂解反響是分子數(shù)增加的反響，烴分壓低有益于原料分子向反響產(chǎn)物分子的反響均衡方向挪動；〕裂解反響產(chǎn)物是簡單的混雜物，除了裂解氣和液體烴以外，另有固體產(chǎn)物焦生成。2S、CO2、H2O、C2H2、CO等氣體雜質(zhì)。分析其根源主要有三個方面：一是由原料帶入；二是裂解反響過程生成；三是裂解氣辦理過程引入。熱泵：是經(jīng)過做功將低溫熱源的熱量傳遞給高溫熱源的供熱系統(tǒng)。2．烴類熱裂解的主要目的是生產(chǎn)乙烯，同時可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。乙烯裝置生產(chǎn)力量的大小實質(zhì)反響了一個國家有機化學工業(yè)的進展水平。烴類熱裂解過程特別簡單，詳盡表此刻一下幾個方面：〕原料簡單〕反響簡單〔3〕產(chǎn)物簡單同碳原子數(shù)的烷烴，C-H鍵能大于C-C鍵能，故斷鍵反響比脫氫反響簡潔發(fā)生。C-CC-HC-CC-H鍵的鍵能小，易斷裂，所以，帶支鏈的烴簡潔裂解或脫氫。帶側鏈的環(huán)烷烴第一經(jīng)行脫烷基反響，脫烷基反響一般在長側鏈的中部開頭斷裂，始終進展到側鏈為甲基或乙基， 而后再一步發(fā)生環(huán)烷烴脫氫生成芳烴的反響，環(huán)烷烴脫氫比開環(huán)生成烯烴簡潔。在較高的溫度下，低分子的烷烴、烯烴有可能分解為碳和氫。正構烷烴在各族烴中最有益于生成乙烯、丙烯。異構烷烴的烯烴總收率低于同碳原子數(shù)的正構烷烴。烴類熱裂解過程的特色：〕吸熱反響〔高溫〕〕體積增大〔低壓〕〕易發(fā)生二次反響裂解深度：指裂解反響進展的程度。裂解爐設計開發(fā)的根本思路是提升裂解過程的選擇性和設備的生產(chǎn)力量 。提升裂解過程選擇性的主要門路：〕提升反響溫度〕縮短逗留時間〕降低烴分壓工業(yè)上一般承受蒸汽作為稀釋劑，其特長有以下幾點：〕裂解反響后經(jīng)過急冷即可實現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分別，不會增加裂解氣的分別負荷和困難?！乘羝麩崛萘看?，使系統(tǒng)有較大的熱慣性，當操作供熱擔憂穩(wěn)時可以起到穩(wěn)固溫度的作用，保護爐管防范過熱?！骋种屏呀庠纤?qū)︽嚱j合金爐管的腐化?！趁摮Y碳。急冷的方法有兩種：一種是直接急冷，一種是間接急冷。裂解氣的凈化與分別目的是除掉裂解氣中的有害雜質(zhì)。工業(yè)生產(chǎn)上承受的裂解氣分別方法主要有：油吸取精餾分別法、深冷分別法、吸附分別法、絡合物分別法。工業(yè)上脫水的方法有多種，如冷凍法、吸取法、吸附法。增補：第5章 芳烴轉(zhuǎn)變過程石油芳烴主要根源于石腦油重整生成的油及烴裂解生成乙烯副產(chǎn)的裂解汽油。工業(yè)上廣泛應用的芳烴轉(zhuǎn)變反響主要有： C8芳烴的異構化、甲苯的歧化和C9芳烴烷基的轉(zhuǎn)移、芳烴的烷基化、烷基芳烴的脫烷基化等。芳烴歧化：是指兩個同樣的芳烴分子在酸性催化劑作用下一個芳烴分子上的側鏈烷基轉(zhuǎn)移到另一個芳烴分子上的反響。烷基轉(zhuǎn)移是指兩個不一樣的芳烴分子之間發(fā)生烷基轉(zhuǎn)移的反響。芳烴的烷基化是芳烴分子中苯環(huán)上的一個或幾個氫被烷基代替生成烷基芳烴的反響。第6章 催化加氫與脫氫1、催化加氫：是指有機化合物中一個或幾個不飽和官能團在催化劑作用下與氫氣的加成反響。催化加氫反響在化學工業(yè)中一是用于合成有機產(chǎn)品，二是用于好多化工產(chǎn)品的加氫精制。骨架催化劑：將擁有催化活性的金屬和載體鋁或硅制成合金，再用氫氧化鈉溶液浸漬合金，溶解此中的鋁或硅，獲得活性金屬構成的骨架狀物質(zhì)加氫催化劑按其形態(tài)主要可分為金屬催化劑、骨架催化劑、金屬氧化物催化劑、金屬硫化物催化劑、金屬絡合物催化劑五大類。CAC6H5CH3>C6H6>C6H4〔CH3〕2>C6H3〔CH3〕3BC6H4〔CH3〕2>C6H6>C6H5CH3>C6H3〔CH3〕3CC6H6>C6H5CH3>C6H4〔CH3〕2>C6H3〔CH3〕3DC6H6>C6H5CH3>C6H3〔CH3〕3>C6H4〔CH3〕26炔烴、二烯烴、單烯烴、芳烴混雜在一起加氫時，其反響速率序次為 D>>>芳烴>>>芳烴>>>炔烴>>>芳烴絕熱式反響器乙苯脫氫工藝中，水蒸氣和乙苯的摩爾比為 AA.14：1B.13：1C.12：1D.10：1Ni、PdPt等金屬分別于載體上，以提升催化劑活性組分的分別性和平均性，加強催化劑的強度和耐熱性。目前工業(yè)生產(chǎn)上承受的催化劑大體可分為鋅鉻系和銅鋅〔或鋁〕系〔即銅基催化劑〕兩大類。低壓法合成甲醇工藝流程主要由造氣、壓縮、合成和精制四大局部構成。第7章 烴類選擇性氧化烴類選擇性氧化過程的特色答：〔1〕反響放熱量大；〔2〕反響不行逆；〔3〕反響過程易燃易爆；〔4〕反響門路簡單多樣。如何提升烴類選擇性氧化安全性？答：〔1〕原料配比必定要掌握在爆炸極限以外；〔2〕在設計氧化反響器時，除考慮設計足夠的傳熱面積準時移走熱量外，還要在氧化設備上設上加布防爆口，裝上安全閥或防爆膜；〔3〕反響溫度最好承受自動掌握，最少要有自動報警系統(tǒng)?！?〕還可以承受惰性氣體的方法稀釋作用物，以削減反響的劇烈程度，防范發(fā)生爆炸。非均相催化氧化主假設是指氣態(tài)有機原料在固體催化劑存在下以氣態(tài)氧作為氧化劑氧化為有機產(chǎn)品的過程。氣固相催化氧化反響都是強放熱反響，工業(yè)上常用的反響器有兩種：列管式固定床反響器和流化床反響器。流化床反響器是一種利用氣體或液體經(jīng)過固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態(tài)，并進展氣固相反響過程或液固相反響過程的反響器。流化床反響器從其構造來看自下而上大體分為錐形體、反響段和擴大段三局部。簡述液相均相催化氧化技術優(yōu)弊端。主要特長：反響物與催化劑同相，不存在固體外表上活性中心性質(zhì)及分布不平均的問題，作為活性中心的過渡金屬活性高，選擇性好；反響條件不太苛刻，反響比較平穩(wěn)，易于掌握；反響設備簡潔，容積小，生產(chǎn)力量高；缺乏之處：〕反響溫度尋常不太高，所以反響熱利用率較低；〕在腐化性較強的系統(tǒng)中要承受特別材質(zhì)；〕配位催化氧化反響系統(tǒng)需用貴金屬鹽作為催化劑，所以肯定分別回收。工業(yè)上常用的非均相反響器有兩種：列管式固定床反響器和流化床反響器。熱門：列管式反響器軸向的溫度分布主要取決于沿軸向各點的放熱速率和管外載熱體的除熱速率，一般反響器內(nèi)沿軸向溫度分布都有一個最高溫度。簡述丙烯腈生產(chǎn)過程中參加水蒸汽的作用答：〔1〕水蒸汽可促使產(chǎn)物從催化劑外表分析出來，從而防范丙烯腈深度氧化；〔2〕參加水蒸氣后可起到降低反響物濃度作用，從而對保證安全生產(chǎn)防范爆炸深度氧化；〔3〕水蒸汽的比熱容較大，參加水蒸氣可以帶走大批的反響生成熱，使反響溫度易于掌握；〔4〕參加水蒸氣對催化劑外表的積炭有清楚作用。8章羰基合成羰基化反響：在