化工原理認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告

②轉(zhuǎn)化反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，轉(zhuǎn)化爐內(nèi)溫度高達(dá)900度。(3)、中變部分由轉(zhuǎn)化部分來的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入中溫變換反應(yīng)器（R4003），在催化劑的作用下發(fā)生變換反應(yīng)：CO+H2O=CO2+H2△Ho298=-41.4KJ/mol將變換氣中CO含量降至3％左右，同時(shí)繼續(xù)生產(chǎn)氫氣。中變氣經(jīng)過汽包給水換熱器（E4002A.B、E4003）、低溫?zé)崴畵Q熱器（E4004）進(jìn)行熱交換回收部分余熱后，再經(jīng)中變氣水冷卻器（E4005）冷卻至35℃左右，經(jīng)分水后進(jìn)入PSA部分。（二）清潔化工過程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)煤的精制煤的轉(zhuǎn)化作為化學(xué)芳烴的原料來源芳烴和雜環(huán)芳烴是合成塑料、化纖、橡膠、染料、植物保護(hù)劑等化工產(chǎn)品所必需的基礎(chǔ)原料。目前,全世界芳烴的年消耗量約為3000萬噸,其中25%來自煤的轉(zhuǎn)化。煤的一次轉(zhuǎn)化得到的液態(tài)產(chǎn)品通常是富含芳烴的混合物,以碳環(huán)為主,以雜環(huán)芳烴為輔。典型的煤基芳烴混合物就是煤高溫?zé)捊公@得的液態(tài)產(chǎn)品—煤焦油和粗苯。煤煉焦是目前煤的最主要的一次轉(zhuǎn)化過程。在煤焦油瀝青中,由于原料煤及加工過程常含有數(shù)量不等的雜原子,其中主要雜原子有氧、氮、硫。雜原子的存在形式不同,其熱穩(wěn)定性不同,對(duì)瀝青炭化過程的影響就不同,則炭化產(chǎn)品——焦炭的性能也不同[1]。文萍等對(duì)減壓渣油熱轉(zhuǎn)化前后的氮分布進(jìn)行了研究[2],方磊等對(duì)神華煤液化殘?jiān)鼰峤膺^程中氮析出的規(guī)律進(jìn)行了研究[3],曹欣玉等對(duì)無煙煤燃料氮的熱解析出規(guī)律進(jìn)行了研究[4],周俊虎等對(duì)煤液化殘?jiān)蛭龀鰟?dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究[5]。徐志明等對(duì)焦?fàn)t汽油中富含氮組分進(jìn)行了分離和表征[6]。但對(duì)煤焦油精制軟瀝青中雜原子氮、硫的研究相關(guān)報(bào)道甚少。本文主要研究針狀焦的原料——煤精制軟瀝青中雜原子氮、硫的分布和熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析,為獲得優(yōu)質(zhì)的針狀焦原料提供基礎(chǔ)信息。現(xiàn)在,全世界每年有4.5億噸煙煤轉(zhuǎn)化為鐵礦石用的還原焦、焦?fàn)t氣、粗苯和煤焦油。煉焦的液態(tài)產(chǎn)品的獲得和加工已經(jīng)有300多年的歷史,業(yè)且已經(jīng)開發(fā)了從這些混合物中,例如從煤焦油和粗苯中大規(guī)模地獲得芳烴的方法。這就要將各種煤轉(zhuǎn)化工藝所得到的富含芳烴的一次產(chǎn)品加以分離,例如將煤固定床加壓氣化得到的液態(tài)產(chǎn)品和煤漿催化加氫的液態(tài)產(chǎn)品加以分離。同石油化學(xué)芳烴的精制相比較,煤化學(xué)芳烴混合物的加工特點(diǎn)是要從上述作為主要組分的芳烴中把沸程相似—甚至部分沸點(diǎn)相同—的酚和雜環(huán)芳烴相分離(圖1)。要從煤化學(xué)加工的這種混合物中獲得工業(yè)純的組分的基本原理就是將不同的分離方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合,按不同的加工目的又可得到各種不同的組合。2、“城市礦山”經(jīng)過工業(yè)革命300年的掠奪式開采，全球80%以上可工業(yè)化利用的礦產(chǎn)資源，已從地下轉(zhuǎn)移到地上，并以“垃圾”的形態(tài)堆積在人們周圍，總量高達(dá)數(shù)千億噸，并還在以每年100億噸的數(shù)量增加。而靠工業(yè)文明發(fā)展起來的發(fā)達(dá)國家，正成為一座座永不枯竭的“城市礦山”。從金屬資源回收循環(huán)利用出發(fā)，把城市比喻成為一座座儲(chǔ)有優(yōu)良礦產(chǎn)資源的礦山加以開發(fā)，確實(shí)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展尋求礦物資源指出了一條新路，而且“城市礦山”要比天然形成的真正礦山更具開發(fā)價(jià)值。從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度來看，城市廢棄物實(shí)為有待開掘的‘富礦’，是以另外一種形式存在的資源。如果處理得當(dāng)，便可取得環(huán)境和資源的雙重效益。中國是制造業(yè)大國，需要大量礦產(chǎn)資源作為支撐，而目前國內(nèi)原生礦的供給形勢(shì)并不樂觀。因此，采取開采原生資源和循環(huán)利用再生資源并重的資源戰(zhàn)略十分必要。對(duì)“城市礦山”的開發(fā)在中國總體上尚屬起步階段，實(shí)施過程中面臨諸多困難。行業(yè)管理制度和法律法規(guī)體系缺失、廢舊物資回收技術(shù)落后、以及社會(huì)認(rèn)知不足導(dǎo)致還有相當(dāng)數(shù)量的廢棄物尚未進(jìn)入規(guī)范的循環(huán)體系之內(nèi)，行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也未能得到充分體現(xiàn)。從金屬資源回收循環(huán)利用出發(fā)，把城市比喻成為一座座儲(chǔ)有優(yōu)良礦產(chǎn)資源的礦山加以開發(fā)，確實(shí)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展尋求礦物資源指出了一條新路，而且“城市礦山”要比天然形成的真正礦山更具開發(fā)價(jià)值。但是也要看到，由于城市的規(guī)模、功能定位、成長歷史、產(chǎn)業(yè)構(gòu)成、消費(fèi)水平，尤其是現(xiàn)代化程度以及居住人群結(jié)構(gòu)等差別很大，既不可能每座城市都成為“城市礦山”，就是在可以作為“城市礦山”的城市中，開發(fā)的價(jià)值也是千差萬別的?！俺鞘械V山”的開發(fā)價(jià)值，首先取決于回收利用的各種金屬的多少，既要看當(dāng)前的“存量”，還要預(yù)測(cè)到未來的“增量”，看“增量”的增長速度。可充電池資源回收工藝研究較多,可以分為火法和濕法兩大類?；鸱ㄊ抢昧穗姵刂懈鞣N金屬升華溫度的不同回收不同的金屬,其缺點(diǎn)是溫度高、爐子設(shè)備昂貴[1-3]。濕法是首先在550～600℃溫度下焙燒固體物[4-6],使金屬氧化,用不同的浸取液浸出金屬,浸取液有硫酸、鹽酸、氨水、醋酸等,而后用不同方法分離回收有價(jià)金屬,分離方法有H2S沉淀法、電解沉積法、置換法、碳酸鹽法和翠取法等。制備生物柴油生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機(jī)物，幾乎包括所有種類的含氧有機(jī)物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機(jī)酸、醇等。（三）混合酸生產(chǎn)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)1、混合酸混合酸是為了達(dá)到特定的目的，而將特定兩種或兩種以上的酸按特定的比例混合得到。很多時(shí)候酸性會(huì)增強(qiáng)。但不一定。硝酸和氫硫酸混合生成立硫單質(zhì)和二氧化氮，酸性可消失，沒有實(shí)際意義。王水是一種非常強(qiáng)的混酸，濃硝酸與濃鹽酸按體積比1：3混合得到，利用了氯離子與金屬離子的配位作用降低電極電位是反應(yīng)可以發(fā)生。如金、鉑不溶于濃硝酸卻溶于王水?；旌纤阒羞€有一種特例，如超強(qiáng)酸又稱超酸。是一種比100%硫酸還強(qiáng)許多倍的酸。特別是液體超強(qiáng)酸，有的比98%硫酸強(qiáng)近10^12倍，有嚴(yán)重腐蝕性和嚴(yán)重公害。全氟磺酸樹脂（Nafion-H）是現(xiàn)在已知的最強(qiáng)固體超強(qiáng)酸，具有耐熱性能好、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。一般是將帶有磺酸基的全氟乙烯基醚單體與四氟乙烯進(jìn)行共聚，得到全氟磺酸樹脂。由于Nafion-H分子中引入電負(fù)性最大的氟原子，產(chǎn)生強(qiáng)大的場(chǎng)效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)，從而使其酸性劇增。與液體超強(qiáng)酸相比，用作催化劑時(shí)，易于分離，可反復(fù)使用。且腐蝕性小，引起公害少，選擇性好，容易應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。硝酸可以氧化絕大多數(shù)金屬和合金，但是不能氧化金和鉑，高濃度的硝酸可使一些金屬鈍化。溶解這些金屬可以使用混酸或稀硝酸來實(shí)現(xiàn)。HNO3最常用的破壞有機(jī)物的酸。HNO3與其它的酸混合時(shí)是一種較強(qiáng)的酸，例如與HF混合。HCl經(jīng)常和其它的酸混合使用，最?；旌系臑镠NO3，王水就是HCl和HNO3(HCl+HNO3=3+1)的混合物。為了提高溶解能力，HF經(jīng)常與其它酸混合使用，如HNO3。高氯酸通常與硝酸混合使用，這種混合酸可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的可控消解，在低溫時(shí)，混酸中的硝酸首先氧化易被氧化的物質(zhì)，隨著溫度的升高，高氯酸將完全消化未被消化的物質(zhì)。因?yàn)楦呗人峥梢苑纸鈳缀跛械挠袡C(jī)基體，所以可以選擇它來破壞有機(jī)物，并且?guī)缀跛械母呗人猁}都可溶。但是，許多干燥的高氯酸鹽都可爆炸。醋酸乙酯的生產(chǎn)工藝乙酸乙酯又稱醋酸乙酯。純凈的乙酸乙酯是無色透明具有刺激性氣味的液體，是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品，具有優(yōu)異的溶解性、快干性，用途廣泛，是一種非常重要的有機(jī)化工原料和極好的工業(yè)溶劑，被廣泛用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹酯、合成橡膠、涂料及油漆等的生產(chǎn)過程中。其主要用途有：作為工業(yè)溶劑，用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中；作為粘合劑，用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)；作為提取劑，用于醫(yī)藥、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)；作為香料原料，用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。我們所說的陳酒很好喝，就是因?yàn)榫浦泻幸宜嵋阴?。乙酸乙酯具有果香味。因?yàn)榫浦泻猩倭恳宜?，和乙醇進(jìn)行反應(yīng)生成乙酸乙酯。因?yàn)檫@是個(gè)可逆反應(yīng)，所以要具有長時(shí)間，才會(huì)積累導(dǎo)致陳酒香氣的乙酸乙酯。由于酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，為提高酯的產(chǎn)率，采用增加醇的用量及不斷將產(chǎn)物酯和水蒸出的措施，使平衡右移。反應(yīng)中，濃硫酸除起催化作用外，還吸收反應(yīng)生成的水，有利于酯的生成。反應(yīng)溫度過高，會(huì)促使副反應(yīng)發(fā)生，生成乙醚等。乙酸乙酯生產(chǎn)工藝由酯化、脫輕、精制和回收工段組成，在酯化和脫輕工段之間添加膜分離工段。酯化塔頂有機(jī)相經(jīng)過膜分離脫除大部分水分，處理后的有機(jī)相一部分返回酯化塔回流，另一部分送往脫輕塔精制。所述膜分離工段包括真空罩（內(nèi)含膜組件）、冷凝器、滲透液罐、緩沖罐和真空泵。本發(fā)明的方法能夠極大減少水在酯化和脫輕工段中循環(huán)，節(jié)省酯化塔和脫輕塔的加熱蒸汽，并能降低酯化塔和脫輕塔的負(fù)荷，進(jìn)而增加酯化塔和脫輕塔的生產(chǎn)能力。中國科學(xué)研究院長春應(yīng)用化學(xué)研究所對(duì)乙醇氧化酯化反應(yīng)催化劑進(jìn)行了研究，認(rèn)為采用Sb2O4-MoO3復(fù)合催化劑可提高活性和選擇性。化學(xué)工業(yè)部西南化工研究院等聯(lián)合開發(fā)的乙醇脫氫一步合成醋酸乙酯的新工藝，已通過單管試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)，取得了滿意的結(jié)果?，F(xiàn)正在進(jìn)行工業(yè)開發(fā)工作。由于使用硫酸作為酯化反應(yīng)的催化劑存在硫酸腐蝕性強(qiáng)、副反應(yīng)多等缺點(diǎn)，近年各國均在致力于固體酸酯化催化劑的研究和開發(fā)，但這些催化劑由于價(jià)格較貴、活性下降快等原因，至今工業(yè)應(yīng)用不多。據(jù)報(bào)道，美DavyVekee公司和UCC公司聯(lián)合開發(fā)的乙醇脫氫制醋酸乙酯新工藝已工業(yè)化。醋酸、過量乙醇與少量的硫酸混合后經(jīng)預(yù)熱進(jìn)入酯化反應(yīng)塔。酯化反應(yīng)塔塔頂?shù)姆磻?yīng)混合物一部分回流，一部分在80℃左右進(jìn)入分離塔。進(jìn)入分離塔的反應(yīng)混合物中一般含有約70%的乙醇、20%的酯和10%的水（醋酸完全消耗掉）。塔頂蒸出含有83%醋酸乙酯、9%乙醇和8%水分的塔頂三元恒沸物,送人比例混合器,與等體積的水混合,混合后在傾析器傾析,分成含少量乙醇和酯的較重的水層,返回分離塔的下部,經(jīng)分離塔分離,酯重新以三元恒沸物的形式分出,而蓄集的含水乙醇則送回醋化反應(yīng)塔的下部,經(jīng)氣化后再參與酯化反應(yīng)。含約93%的醋酸乙酯、5%水和2%乙醇的傾析器上層混合物進(jìn)人干燥塔,將醋酸乙酯分離出來。醋酸丁酯的生產(chǎn)工藝由羧酸和醇直接合成酯的酯化反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，而且在室溫下反應(yīng)速度很慢。加熱、加酸作催化劑，可使酯化反應(yīng)速率大大加快。同時(shí)為了使平衡向生成物方向移動(dòng)，可以采用增加反應(yīng)物濃度(冰醋酸)，和將生成物除去的方法，使酯化反應(yīng)趨于完全。主反應(yīng)溶解性與醇、酮、醚等有機(jī)溶劑混溶，與低級(jí)同系物相比，較難溶于水。

無色液體，有水果香味。相對(duì)密度(20℃／4℃)0.8825，凝固點(diǎn)-73．5℃，沸點(diǎn)126．11℃，閃點(diǎn)(開口)33℃，燃點(diǎn)421℃，折射率1.3941，比熱容(20℃用于火棉膠、硝化纖維、清漆、人造革、醫(yī)藥、塑料及香料工業(yè)中.是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，能夠溶解松香、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、氯化橡膠、杜仲膠、聚甲基丙烯酸甲酯等。（四）氣流干燥器1、直流降膜式旋風(fēng)除霧器：解決了設(shè)備內(nèi)壁物結(jié)殼的國際性難題，已在工業(yè)上推廣應(yīng)用六套，單臺(tái)設(shè)備處理量達(dá)到了55000m3/h.（主要解決三聚氰胺在生產(chǎn)中的結(jié)殼問題，用流動(dòng)的液體帶動(dòng)固體向下流，保護(hù)壁面不結(jié)殼）2、鉆削洗滌分離試驗(yàn)：洗滌分離是海上鉆屑脫油工藝的技術(shù)關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯啃饕汗谭蛛x器性能，考察脈沖洗滌罐沖洗效果，測(cè)試工業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)。操作規(guī)程：1）.水壓實(shí)驗(yàn)達(dá)標(biāo)后方可投料開車2）.將溶劑加入溶劑罐后封閉加料口3）.在料槽按要求配置帶油基巖屑，啟動(dòng)料槽攪拌器4）.關(guān)閉容積泵入口閥，并檢查各閥門開閉情況5）.啟動(dòng)容積泵，緩慢將流量調(diào)至實(shí)驗(yàn)要求值6）.啟動(dòng)加料泵，調(diào)節(jié)加料量7）.測(cè)系統(tǒng)壓降，沖洗分離效率8）緩慢停加料泵，關(guān)閉容積泵入口閥，停溶劑泵，將溶劑與巖屑排除系統(tǒng)封存。3、環(huán)流循環(huán)除塵系統(tǒng)：分割直徑達(dá)到了0.5微米，可用于亞微米粉塵的除塵，已在工業(yè)上推廣應(yīng)用。4、旋風(fēng)分離器：凈化天然氣通過設(shè)備入口進(jìn)入設(shè)備內(nèi)旋風(fēng)分離區(qū)，當(dāng)含雜質(zhì)氣體沿軸向進(jìn)入旋風(fēng)分離管后，氣流受導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用而產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，氣流沿筒體呈螺旋形向下進(jìn)入旋風(fēng)筒體，密度大的液滴和塵粒在離心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋風(fēng)管排塵口至設(shè)備底部儲(chǔ)液區(qū)，從設(shè)備底部的出液口流出。旋轉(zhuǎn)的氣流在筒體內(nèi)收縮向中心流動(dòng)，向上形成二次渦流經(jīng)導(dǎo)氣管流至凈化天然氣室，再經(jīng)設(shè)備頂部出口流出。（下圖左）5、氣液分離器氣液分離器可安裝在氣體壓縮機(jī)的出入口用于氣液分離，分餾塔頂冷凝冷卻器后氣相除霧，各種氣體水洗塔，吸收塔及解析塔的氣相除霧等。氣液分離器也可應(yīng)用于氣體除塵，油水分離及液體脫除雜質(zhì)等多種工業(yè)及民用應(yīng)用場(chǎng)合。氣液分離器采用的分離結(jié)構(gòu)很多，其分離方法也有：1)、重力沉降；2)、折流分離；3)、離心力分離；4)、絲網(wǎng)分離；5)、超濾分離；6)、填料分離等。由于氣液混合物總是處在重力場(chǎng)中，所以重力沉降也廣泛存在。由于重力沉降固有的缺陷，使科研人員不得不開發(fā)更高效的氣液分離器，于是折流分離與離心分離就出現(xiàn)了。從氣液分離器的要求來看，就要求其能將氣體與液體盡可能分離，經(jīng)過氣液分離器之后，液體就是液體，不含有氣體，而氣體就是氣體，不含有液體。當(dāng)然一個(gè)分離器實(shí)際上其分離效率不可能100%，因種種原因?qū)嶋H的情況是根據(jù)不同分離要求來選擇氣液分離器。6、布袋除塵器布袋除塵器，工作機(jī)理是含塵煙氣通過過濾材料，塵粒被過濾下來，過濾材料捕集粗粒粉塵主要靠慣性碰撞作用，捕集細(xì)粒粉塵主要靠擴(kuò)散和篩分作用，濾料的粉塵層也有一定的過濾作用。布袋除塵器除塵效果的優(yōu)劣與多種因素有關(guān)，但主要取決于濾料。布袋除塵器的濾料就是合成纖維、天然纖維或玻璃纖維織成的布或氈。根據(jù)需要再把布或氈縫成圓筒或扁平形濾袋。根據(jù)煙氣性質(zhì)，選擇出適合于應(yīng)用條件的濾料。通常，在煙氣溫度低于120℃，要求濾料具有耐酸性和耐久性的情況下，常選用滌綸絨布和滌綸針刺氈；在處理高溫?zé)煔?<250℃)時(shí)，主要選用石墨化玻璃絲布；在某些特殊情況下，選用炭素纖維濾料等。采用分室分離線清灰，效率高，粉塵的二次吸附少，同時(shí)有效的降低了設(shè)備能耗，濾袋與脈沖閥