《化学工艺学》习题集
《化学工艺学》习题集
目录
第一部分每章重点 (1)
第二章化工资源及其初步加工 (1)
第三章通用反应单元工艺 (1)
第四章无机化工反应单元工艺 (2)
第五章有机化工反应单元工艺 (2)
第一节烃类热裂解 (2)
第二节氯化 (3)
第三节烷基化 (3)
第四节水解和水合 (3)
第五节羰基合成 (3)
第六章煤化工反应单元工艺 (4)
第一节煤的干馏 (4)
第二节煤的气化 (4)
第四节煤的液化 (4)
第二部分各章习题及模拟试题 (5)
第二章化工资源及其初步加工 (5)
第三章通用反应单元工艺 (7)
第一节氧化 (7)
第二节氢化和脱氢 (10)
第三节电解 (12)
第四章无机化工反应单元工艺 (14)
第五章有机化工反应单元工艺 (15)
第一节烃类热裂解 (15)
第二节氯化 (16)
第三节烷基化 (17)
第四节水解和水合第五节羰基
合成 (19)
第六章煤化工反应单元工艺 (20)
第一节煤的干馏 (20)
第二节煤的气化第三节煤的液化
(21)
模拟试题一 (22)
模拟试题二 (25)
第一部分每章重点
第二章化工资源及其初步加工
1. 化学矿的资源特点和分布状况
2. 煤的种类和特征
3. 煤的化学组成和分子结构
4. 腐植煤的生成过程
5. 煤的风化和煤的存储方法
6. 原油预处理原理和过程
7. 原油常减压蒸馏工艺过程
8. 汽油的质量指标
9. 催化裂化和加氢裂化原理、催化剂和工艺过程
10. 催化重整和芳烃抽提原理和工艺流程
11. 天然气的分类及其组成
12. 天然气的初步加工处理流程
第三章通用反应单元工艺
1. 烃类的分子结构与氧化难易程度的关系
2. 各氧化工艺的反应原理、工艺流程及工艺过程分析
3. 氧化反应的安全生产技术和技术进展
2. 氢化和加氢的反应原理
3. 各氢化和加氢反应的工艺流程及工艺条件的选择
4. 氢化和加氢反应器
5. 电解的概念和基本原理
6. 食盐水电解制氯气和烧碱工艺及设备
第四章无机化工反应单元工艺
1. 焙烧、煅烧和烧结的相同点和不同点
2. 焙烧、煅烧和烧结工艺的应用
3. 浸取的原理及典型的浸取过程
4. 浸取器的结构
5. 湿法磷酸的工艺原理、工艺流程及优化
6. 复分解生产硝酸钾、硫酸钾的原理和工艺过程
第五章有机化工反应单元工艺
第一节烃类热裂解
1. 烃类热裂解反应、原理及其规律
2. 裂解的工艺流程和工艺条件的选择
3. 裂解炉的结构及其发展
4. 裂解气预分馏流程
5. 工业清焦方法
6. 裂解气净化原理、方法及工艺过程
7. 精馏分离流程的组织
第二节氯化
1. 氯化反应机理
2. 乙烯氧氯化制氯乙烯原理、催化剂、工艺流程及其优化
3. 环氧氯丙烷的生产方法及其工艺流程
第三节烷基化
1. 烷基化基本原理
2. 烷基化汽油、甲基叔丁基醚和乙苯合成的原理、工艺条件及工艺流程
第四节水解和水合
1. 水解和水合的基本原理
2. 油脂水解制甘油和脂肪酸的原理及工艺流程
3. 乙烯气相水合制乙醇、环氧乙烷水合制乙二醇的工艺原理、工艺条件及工艺流程
第五节羰基合成
1. 羰基化原理
2. 丁、辛醇的合成原理、工艺条件及工艺流程
3. 甲醇低压羰基化制醋酸原理及工艺流程
第六章煤化工反应单元工艺
第一节煤的干馏
1. 煤的低温干馏产品性质及其影响因素
2. 不同的煤低温干馏炉及其工艺
3. 炼焦配煤的质量要求
4. 焦炉设备
5. 各种焦化产品的回收和加工原理及过程
第二节煤的气化
1. 煤的气化原理
2. 煤的气化过程及设备
第四节煤的液化
1. 煤加氢液化原理、工艺条件及工艺过程
2. 煤间接液化工艺流程
3. 甲醇转化制汽油原理及工艺流程
第二部分各章习题及模拟试题
第二章化工资源及其初步加工
一、填空
1. 中国化学矿资源的分布的三个特点是：资源比较丰富，但分布不均衡；高品位矿储量较少；选矿比较困难，利用较为复杂。
2. 根据成煤物质和生成条件的不同，煤一般可以分为三大类：腐植煤，残植煤，腐泥煤。
3. 残植煤是指由高等植物中稳定成分富集而形成的煤。
4. 腐植煤是由高等植物形成的煤。
5. 腐泥煤是由湖沼、泻湖中的藻类等浮游生物在还原环境下经过腐败分解形成的煤。
6. 根据煤化程度的不同，腐植煤又可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。
7. 煤的分子结构以芳核结构为主，其近似组成为（C135H97O9NS)n。
8. 煤的生成过程大致可以分为两个阶段，分别为泥炭化阶段和煤化阶段。
9. 按同一剖面上相同煤化程度的煤的平均光泽的强弱可以将煤分为光亮型煤，半亮
型煤，半暗型煤和暗淡型煤。
10. 按煤岩的成因特征、结构及工艺性质，腐植煤的显微组分可分为三类：凝胶化组分，
丝炭化组分和稳定组分。
11. 常用的煤的储存方法有两种，一种是尽量使煤和空气隔绝；另一种是保持煤堆中空气流通。
12. 按原油的化学组成，可将原油分为石蜡基原油、中间基原油和环烷基原油。
13. 汽油的最重要的三个质量指标为馏分组分、辛烷值和安定性。
14. 汽油的辛烷值越大，抗爆震性能越高，汽油质量越好。
15、工业上使用的三种抽提剂：N-甲基吡咯烷酮、环丁砜和三乙二醇醚，其对芳烃的溶解能力顺序为N-甲基吡咯烷酮> 环丁砜>三乙二醇醚；其选择性顺序为环丁砜>
三乙二醇醚> N-甲基吡咯烷酮。
二、简答题
1. 试述炼油厂原油预处理的原因及预处理方法。
原因：在油田脱过水的原油，仍然含有一定量的盐和水，所以盐类除有一小部分以结晶状态悬浮于油中外，绝大部分溶于水中，并以微粒状态分散在油中
2. 简述提高汽油辛烷值的方法。
3. 为多产芳烃，在催化重整中要控制那些工艺参数？
第三章通用反应单元工艺
第一节氧化
一、填空题
1. 工业上在操作中常用的办法稀释作用物，以减少反应激烈程度，控制反应热的生成。
2. 碳氢化合物的C-H键的氧化活性顺序为：> > 。
3. 间接法制硝酸所用脱水剂有、、和等，现在几乎全部采用。
4. 氨氧化过程采用的催化剂为合金。
5. 氯乙醇皂化过程中使用的皂化剂有或。
6. 乙烯环氧化所用催化剂主要是催化剂，
它由、和三部分
组成。
7. 丙烯氨氧化所用催化剂主要有两类，即
系和系催化剂。
8. 由异丙苯生产苯酚和丙酮，包括
和两个阶段。
二、简答题
1. 简述硝酸镁法浓缩稀硝酸原理。
2. 氯乙醇皂化过程中如何避免环氧乙烷的水解？
三、论述题
1. 下图为硫铁矿制硫酸工艺流程示意图，试论述：（1）根据流程分析硫铁矿制硫酸的工艺路线；（2）SO2催化氧化反应机理；
（3）SO2催化氧化生成SO3，为什么要在不同
温度下分段进行？
（4）炉气精制部分除去各种杂质的原因。
2. 下图所示为一直接法制浓硝酸流程图，试论述：
（1）直接法制浓硝酸的过程；
（2）氨催化氧化机理；
（3）分析氨催化氧化中重要的工艺条件；
第二节氢化和脱氢
一、填空题
1. 脱氢过程中为了抑制结焦副反应，常用的方法是、和。
2. 氨合成催化剂的活性组分为，其经还原后生成。
3. Pd、Pt、Ni三种对苯加氢有催化活性的金属，其加氢活性顺序为> > 。
4. 苯加氢制环己烷中，原料氢气中的CO会使催化剂中毒，除去氢气中CO的方法是
。
5. 为了提高乙苯脱氢制苯乙烯的平衡转化率，
工业上除了采用低压或负压外，还采用
的方法来降低烃的分压。
6. 工业上常采用萃取精馏法来分离C4馏分中沸点相近的各组分，所用的萃取剂有
、和。
二、简答题
1. 脱氢反应中，向脱氢催化剂中加入助催化剂的作用是什么？
2. 以甲烷为例，简要叙述水蒸汽转化法制氢过程。
3. 与通常的脱氢反应相比，氧化脱氢法有何优点？
三、论述题
下图所示为一中型合成氨厂合成系统的工艺流程图，试论述：
（1）氨合成工艺条件的选择；
（2）各因素对反应速率的影响；
（3）该流程的具体过程。
第三节电解
一、填空题
1. 电解过程中能量变化的特征是能转化为能。
2. 一电解质溶液中，各离子的析出电位为H+：-1.2V，Na+：-2.6V，Cl-：1.52V，OH-：2.06V，则在电解过程中，阴极首先析出的是，阳极首先析出的是。
3. 根据法拉第电解定律，96500库仑会从银盐的溶液中沉积出g的银，会从铜盐的溶液中沉积出g的铜。
4. 在丙烯腈电解偶联法制己二腈过程中，为获得己二腈的高产率，操作应在具有
的介质中进行，为降低双电层中质子的浓度，溶液中还需加入
，以抑制水电离出过多的氢质子。5. 癸二酸的电合成工艺需经过三个步骤，第一步为，第二步为
，第三步为。
6. 电流密度是指。
二、简答题
1. 简要介绍电解中离子交换膜的工作原理。
2. 简述离子膜法电解食盐水原理。
三、论述题
试以电解食盐水制造烧碱和氯气为例，说明电解过程中可能发生的副反应。
第四章无机化工反应单元工艺
一、填空题
1. 浸取是指的单元过程。
2. 溶浸-结晶法生产氯化钾的基本原理是
。3. 硫酸浸取分解磷矿的反应分两步进行，第一步是，第二步
是
。
4. 复分解反应制备锌钡白的化学反应式为
。
二、简答题
1. 试介绍焙烧、煅烧与烧结的相同点与不同点。
2. 简述温度、原料粒度和氧气含量对焙烧速率的影响。
3. 简要介绍磷矿中所含杂质对湿法磷酸的生产工艺和产品质量的影响。
4. 采用哪些措施可以提高矿物的浸取速度？
第五章有机化工反应单元工艺
第一节烃类热裂解
一、填空题
1. 工业上获取低级烯烃的主要方法是。
2. 烃类热裂解是指
。烃类热裂解的主要产品是和。
3. 焦和碳的区别主要有两个，一是，二是。
4. 正构烷烃、六碳环烷烃、芳烃、五碳环烷烃和异构烷烃的裂解难易程度顺序为
。
二、简答题
1. 裂解温度和裂解停留时间对裂解产品收率有何影响？
2. 裂解过程中如何判断结焦？结焦有何后果？工业上清焦的方法有哪些？
3. 简单介绍正构烷烃、异构烷烃和环烷烃的裂解规律。
三、论述题
裂解气中所含杂质不利于裂解气的深冷分离，试叙述裂解气中各种杂质的危害及其脱除方法。
第二节氯化
一、填空题
1. 正构烯烃在低温下容易发生氯化反应，而在高温下容易发生反应。
2. 热氯化和光氯化属于反应机理，而催化氯化则属于反应机理。
3. 氯丙烯法生产环氧氯丙烷的工艺过程主要包括、、
试卷总分:100 得分:100 一、多选题(共3 道试题,共6 分) 1.10提高辛烷值的方法是（）。 A.添加四乙基铅 B.增加汽油中芳烃、环烷烃和异构烷烃的量，效果最好的是增加其中芳烃的量 C.添加烷基醚或烷基醇,如添加甲基叔丁基醚（MTBE) 正确答案:A、B、C 2.提高矿物的浸取速度的措施有（）。 A.提高浸取温度 B.提高浸取剂浓度 C.减小矿石粒度 D.充分搅拌 正确答案:A、B、C、D 3.结焦的后果（）。 A.传热系数下降（热量利用率低） B.压差升高（设备阻力增大） C.乙烯收率下降 D.能耗增大 正确答案:A、B、C、D 二、判断题(共47 道试题,共94 分) 1.为避免环氧乙烷在碱性条件下水解生成乙二醇，需将皂化剂快速加入氯乙醇中。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 2.乙醇以外的所有伯醇都不能用水合方法制取，而必须借助其他的合成途径。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 3.烃类热裂解是指将石油系烃类原料经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其他分子量不同的轻质和重质烃类的过程。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确
4.氨合成反应为不可逆放热反应，因此存在最适宜的反应温度。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 5.煤的低温干馏可以得到煤气、焦油和残渣半焦。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 6.汽油的辛烷值越小，抗爆震性能越低，汽油质量越好。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 7.工业上常采用萃取精馏法来分离C4馏分中沸点相近的各组分，所用的萃取剂有N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺和乙腈。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 8.脱氢过程中为了抑制结焦副反应，常用的方法是在脱氢催化剂中加入助催化剂；降低原料气压力；添加水蒸气稀释反应物。（） A.错误 B.正确 正确答案:正确 9.根据法拉第电解定律，96500库仑会从银盐的溶液中沉积出107.870g的银，会从铜盐的溶液中沉积出31.77g的铜。（） A.错误 B.正确 正确答案:错误 10.Pd、Pt、Ni三种对苯加氢有催化活性的金属，其加氢活性顺序为Pd> Pt>Ni。（） A.错误 B.正确
第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发展新的化工技术。⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18
习题及解答 第二章化工资源及初步加工 2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。
化工工艺学知识点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第二章粗原料气制取一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料 用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含 量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡）1．煤气化有几种工业方法各有什么特点 蓄热法：将空气和水蒸气分别送入煤层，也称间歇式制气法 富氧空气气化法：用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化 外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能，尚未达到工业化阶段 2．气化炉有哪些床层类型，描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型 固定床：气体从颗粒间的缝隙中穿过，颗粒保持静止 流化床：增大气速，颗粒开始全部悬浮于气流中，而且床层的高度随气速的增大而升高 气流床：气流速度增大至某一极限值时，悬浮于气流中的颗粒被气流带出 间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉 3．煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化，气体产物各是什么 空气和水蒸气
空气煤气（N2、CO）、水煤气（H2、CO）、混合煤气、半水煤气 4．固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程 干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发 干馏区：煤开始热解，逸出以烃类为主的挥发分，而燃料本身开始碳化 气化区:煤气化的主要反应在气化区进行 灰渣区：灰渣于该区域出炉 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配 工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7．什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换
第2章化学工艺基础 2-1 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？ 答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有 90%来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。 2-2生物质和再生资源的利用前景如何？ 答：生物质和再生能源的市场在短期内不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧张的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： ⑴提高反应速率和选择性。⑵改进操作条件。⑶催化剂有助于开发新的反应过程，发
《化学工艺学》考查课期末试题 班级：08化工（1）班学号：08003028姓名：李强 1.现代化学工业的特点是什么？ 答：1、原料、生产方法和产品的多样性与复杂性；2、向大型化、综合化、精细化发展；3、多学科合作、技术密集型生产；4、重视能量合理利用、积极采用节能工艺和方法；5、资金密集，投资回收速度快，利润高；6、安全与环境保护问题日益突出。 2.什么是转化率？什么是选择性？对于多反应体系，为什么要同时考 虑转化率和选择性两个指标？ 答：1、转化率：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率 或百分率，用符号X表示。定义式为X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量对于循环式流程转化率有单程转化率和全程转化率之分。 单程转化率：系指原料每次通过反应器的转化率 XA=组分A在反应器中的转化量/反应器进口物料中组分A的量 =组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量+循环物料中组分A的量全程转化率：系指新鲜原料进入反应系统到离开该系统所达到的转化率 XA,tot=组分A在反应器中的转化量/新鲜原料中组分A的量 2、选择性：用来评价反应过程的效率。选择性系指体系中转化成目的产物的某 反应量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。用符号S表示， 定义式S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量 或S=实际所得的目的产物量/按某反应物的转化总量计算应得到的目的产物理论量 3、因为对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生成副产物的 许多副反应，只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转变成副产物，目的产物很少，意味着许多原料浪费了。所以，需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率。 3.催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产 中如何正确使用催化剂？ 答：1、基本特征包括：催化剂是参与了反应的，但反应终止时，催化剂本身未 发生化学性质和数量的变化，因此催化剂在生成过程中可以在较长时间内使用；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间（即加速反应），但不能改变平衡；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 2、作用：提高反应速率和选择性；改进操作条件；催化剂有助于开发新的反应
精心整理 第二章粗原料气制取 一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料 用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含 量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡） 1 外热法: 2 而升高 3 空气和水蒸气 空气煤气（N2、CO）、水煤气（ 4 干燥区: 气化区: 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区？其有何作用？ 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么？为什么？循环时间如何分配？ 工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7．什麽是加氮空气？其作用为何？使用中应注意什麽事项？ 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故
精心整理 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换 1、名词解释：高温变换：CO在320～350℃变换，使CO含量低于3%。使用Fe-Cr 催化剂，使大 部分CO转化为CO2H2O 低温变换：CO在230~280℃变换，使CO含量低于0.3%,使用Cu-Zn 催化剂 耐硫变换：宽温变换在 2、 以Fe2O3 3、 小的铜结晶- 温度下催化CO 稳定剂 4 5．为什麽要严格控制还原条件，氢气含量按程序逐步提高？ 6 为了尽可能接近最佳温度线进行反应，可采用分段冷却。段数越多，越接近最佳反应温度线 7．为什么低温变换温度要高于露点温度？有什么危害？ 当气体降温进入低变系统时，就有可能达到该条件下的露点温度而析出液滴。液滴凝聚于催化剂的表面，造成催化剂的破裂粉碎引起床层阻力增加，以及生成铜氨络合物而使催化剂活性减低。所以低变催化剂的操作温度不但受本身活性温度的限制，而且还必须高于气体的露点温度 8．以煤为原料制气，为什么高温变换要分段进行？而低温变换不必分段进行？ 以煤气化制得的合成氨原料气，CO含量较高，需采用多段中温变换。用铜氨液最终清除CO，该法允许变换气CO含量较高，故不设低温变换。低温变换过程温升很小，催化剂不必分段
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 第一章绪论 内容项 化学工业的范围和分类 化学工业的现状和发展方向 化学工艺学与化学工业的关系 一、化学工业的范围和分类 化学工业：借助于化学反应将原料制成化工产品的工业 化工原料的类型：自然矿藏、人工合成产品包括化工产品等等 化工产品的类型：到目前为止，已发现和人工合成的化工产品有2000多万种；商品销售的有8万多种；而与工农业、国防及人类生活密切相关的4000种左右。 目前我国县以上化工企业7000多家，从业人员400多万，能生产4.5万种化工产品，化肥、合成氨染料产量居世界第一；硫酸、纯碱、农药的产量居世界第二。每年为国家创造2000多亿元的税收，是我国的经济支柱产业。 化学工业的分类（按学科分类） ①.无机化工：如无机酸、碱、盐及无机化肥 ②.有机化工：如烯烃、有机酸、醇、酯，芳烃等 ③.高分子化工：利用聚合和缩聚反应，合成橡胶、塑料、化纤。 ④.精细化工：医药、农药、染料、表面活性剂、催化剂、化妆品等特定功能产品。 ⑤.生物化工：依靠微生物发酵、酶催化制取的产品如抗生素、有机溶剂、调味剂、食品添加剂等。 二、化学工业的现状、特点和发展方向 1.化学工业现状： 是我国支柱型的产业；但生产规模小、生产成本高、大型装置设备自给率低，产品品种少、功能化和差别率低，环境污染严重，能量消耗高。 2.现代化学工业特点： 原料、生产方法和生产产品的多样性与复杂性 现代化学工业生产的大型化、综合化及精细化 化工生产中多学科合作，生产技术密集
重视生产中能量的合理利用，积极采用先进的科学技术和节能工艺化学工业属于资金密集，投资回收率快利润高产业 化工生产中易燃、易爆、有毒及污染 3.现代化学工业发展的方向： ⑴.化工生产中加快研究、开发、利用高新科学技术产品。 ⑵.化工生产原料应充分利用 在化工生产中提倡设计和开发“原子经济性反应”，该概念是美国化学家B.M.Trost于1991年提出的，“在化学反应中应使原料中的每一个原子都结合到目标分子即产物中，不需要利用保护基团或离子基团，因而不会有副产物或废物生成”。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物排放。 ⑶.化工生产中大力发展绿色化工，生产过程中应做到“零排放” 采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂 利用反应选择性高的催化剂和工艺流程 将副产物和废物转化为有利用价值的产品 淘汰污染环境和破坏生态平衡的产品，开发对生态环境有好产品 实施废弃物再利用工程 ⑷.化工生产过程要实现高效、节能及智能化生产 三、化学工艺学与化学工业的关系 1.化学工艺学的分类：无机化工工艺学；有机化工工艺学；高分子化工工艺学；酿造工艺学；水泥工艺学；精细化工工艺学；生物化工工艺学等各种工艺学 2.化学工艺学与化学工业关系： 化学工艺学与化学工业的发展紧密联系，两者相互依存、相互促进，共同发展，化学工艺学是化学工业的基础学科，化学工艺学的发展可为化学工业的发展提供坚强的支撑；而化学工业的发展又可以促进化学工艺学的提高。 第二章化工资源及初步加工 内容项 2-1 化学矿 2-2 煤炭 2-3 石油 2-4 天然气 2-5 其他化工资源 化工资源包括以下几种 1.矿产资源 2.海洋资源
《化工工艺学》复习题（部分） （说明：红色部分作为重点看，黄色部分内容以达到了解程度为主） （填空20分，选择30分判断题10分，简答20分，流程说明20分） 复习以上课画的重点为主 1．基本有机化工产品是指什么？ 2．衡量裂解结果的几个指标：转化率、产气率、选择性、收率和质量收率。 4.乙烯液相加氯生产二氯乙烷的反应机理是什么？乙烯氧氯化生产氯乙烯的反应机理是什么？甲烷热氯化反应机理是什么？ 5.目前氯乙烯生产的主要方法有哪几种。平衡型氯乙烯生产工艺流程的主要特点是指什么？ 6.不同族烃类，如链烷烃、环烷烃、芳烃，其氢含量高低顺序？ 7．基本有机化学工业原料包括哪些？ 8．基本有机化学工业的主要产品? 9. 什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？ 10. 简述一次裂解反应的规律性。 11. 烃类热裂解的一次反应主要有哪几个？烃类热裂解的二次反应主要有哪几个？ 12. 什么叫焦，什么叫碳？结焦与生碳的区别有哪些？ 13. 试述烃类热裂解的反应机理。 14. 什么叫一级反应？写出一级反应动力学方程式和以转化率表示的动力学方程式。 15. 烃类裂解有什么特点？ 16. 裂解供热方式有哪两种？ 17. 什么叫族组成，PONA的含义是什么？什么叫芳烃指数？什么叫特性因素？ 18. 裂解炉温度对烃的转化率有何影响，为什么说提高裂解温度更有利于一次反应和二次反应的竞争？ 19. 什么叫停留时间，停留时间与裂解产物分布有何影响？ 20. 为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的？在裂解反应中，工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？
21. 烃类热裂解过程中为实现减压而采用加入稀释剂的方法，稀释剂可以是惰性气体或水蒸气。工业上都是用水蒸气作为稀释剂，其优点是什么？ 22. 什么叫KSF，为什么要用正戊烷作为衡量石脑油裂解深度的当量组分。 23. 为了提高烯烃收率裂解反应条件应如何控制？ 24. 为什么要对裂解气急冷，急冷有哪两种？ 25. 管式裂解炉结焦的现象有哪些，如何清焦？ 26. 裂解气净化分离的任务是什么？裂解气的分离方法有哪几种？ 27. 什么是深冷？什么是深冷分离？深冷分离流程包括那几部分？ 28. 裂解气中的酸性气体主要有哪些组分？若这些气体过多时，对分离过程带来什么样的危害？工业上采用什么方法来脱除酸性气体？ 29. 裂解气中含有哪些杂质？为什么在分离前必须除去？方法有哪些? 30. 什么叫分子筛？分子筛吸附有哪些特点，有哪些规律？ 31. 在烃类裂解流程中，什么叫前加氢流程？什么叫后加氢流程？各有什么优缺点？32．根据顺序深冷分离流程图，用文字描述有物料经过时，在各装置发生的变化，如脱去何物质，塔顶分离出何物质，塔釜分离出何物质等，将每一条流向都尽量详细说明。33．说明三种深冷分离流程(顺序分离、前脱乙烷、前脱丙烷流程)有什么特点. 34．脱丙塔塔底温度为何不能超过100℃？ 35. 什么叫“前冷”流程，什么叫“后冷”流程？前冷流程有什么优缺点？ 36. 脱甲烷塔在深冷分离中的地位和作用是什么？脱甲烷塔的特点是什么？ 37. 脱甲烷过程有哪两种方法，各有什么优缺点？乙烯塔在深冷分离中的地位是什么？乙烯塔应当怎样改进？ 38．简述影响乙烯回收的诸因素。 39. 能量回收在整个裂解工艺流程中，主要有哪三个途径? 40. 脱甲烷塔和乙烯塔采用中间冷凝器和中间再沸器各有什么优缺点? 41. 举例说明复迭制冷的原理。 42. 多级循环制冷的原理是什么？应当采取哪些措施，才能使多级循环制冷的能量得到合理利用？ 43．苯酚和丙酮均为重要的基本有机原料，由苯和丙烯烷基化通过均相自氧化生成过氧化异丙苯，再在酸的催化作用下分解为苯酚和丙酮。请画出异丙苯法生产苯酚和丙酮的原则流程图(图中标出物料流向，原料名称等)和指明各过程所起的作用？ 44. 什么叫热泵？ 45.精馏塔的热泵制冷方式有哪几种？ 46.除了烃类裂解制乙烯的方法外，还有哪些方法有可能生产乙烯?
第二章 2-1为什么说石油、天然气和煤是现代阿化学工业的重要原料资源？它们的综合利用途径有哪些？ 答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有90%来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。 2-2生物质和再生资源的利用前景如何？ 答：生物质和再生能源的市场在短期不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线 2-3何谓化工生产的工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的。 答：将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。化工生产工艺流程的组织可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。如“洋葱”模型。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程是指未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。循环流程的主要优点是能显著地提高原料利用率，减少系统排放量，降低了原料消耗，也减少了对环境的污染。其缺点是动力消耗大，惰性物料影响反应速率及产品收率。 2-5何谓转化率？何谓选择性？何谓收率？对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？ 答：转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用X 表示 ； 选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比，用S 表示 ；； 收率 。 原因：对于复杂反应体系，同时存在着生成目的产物的主反应和生产副产物的许多副反应只用转化率来衡量是不够的。因为，尽管有的反应体系原料转化率很高，但大多数转化为副产物，目的产物很少，意味着愈多原料浪费，所以需要用选择性这个指标来评价反应过程的效率，因此需要同时考虑这两个指标。在化工生产常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低，所以不能单纯追求高转化率或高选择性，而要兼顾两者，使目的产物的收率最高。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：催化剂有三个基本特征： 1；催化剂是参与反应的，但反应终了时催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。2；催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。3；催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。起到的作用：催化剂能够提高正逆反应速率，缩短反应时间：催化剂可以使反应向需要的方向进行。在生产中应注意以下几点： 1；在生产过程中要考虑催化剂的活性，即活性越高则原料的的转化率、选择性越高，生产单位量的目的产物的原料消耗定额越低。若反应原料昂贵或
化学工艺学 第一章 1化学工艺学定义、化学工艺学研究范畴、化学工艺学与工程的关系 答：化学工艺学是将化学工程学的先进技术运用到具体的生产过程中，以化工产品为目标的过程技术。化学工程学主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律，他的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应，特别释放大中的效应。化学工艺学与化学工程学都是化学工业的基础科学。化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。 2现代化学工业的特点 答：特点是：（1）原料、生产方法和产品的多样性和复杂性；（2）向大型化、综合化，精细化发展；（3）多学科合作、技术密集型生产；（4）重视能量的合理利用，积极采用节能工艺和方法；（5）资金密集，投资回收速度快，利润高；（6）安全与环境保护问题日益突出。 1. 生产磷肥的方法是哪两类 答：生产磷肥的两种方法是： （1）酸法它是用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石，最常用的是硫酸。硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶，（2）热法利用高温分解磷矿石，并进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。 2、石油的主要组成是什么 答：石油的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。烃类即碳氢化合物，在石油中占绝大部分。非烃类指含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。 第二章 1.化工生产过程包括哪些 答：化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制。 2、化工生产过程的定义及工艺流程图是什么 答：将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。工艺流程多采用图示方法来表达，称为工艺流程图。 5、进行工艺流程设计常用的三种方法是什么
化学工艺学-教案讲义 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第一章绪论 内容项 化学工业的范围和分类 化学工业的现状和发展方向 化学工艺学与化学工业的关系 一、化学工业的范围和分类 化学工业：借助于化学反应将原料制成化工产品的工业 化工原料的类型：自然矿藏、人工合成产品包括化工产品等等 化工产品的类型：到目前为止，已发现和人工合成的化工产品有2000多万种；商品销售的有8万多种；而与工农业、国防及人类生活密切相关的4000种左右。 目前我国县以上化工企业7000多家，从业人员400多万，能生产4.5万种化工产品，化肥、合成氨染料产量居世界第一；硫酸、纯碱、农药的产量居世界第二。每年为国家创造2000多亿元的税收，是我国的经济支柱产业。 化学工业的分类（按学科分类） ①.无机化工：如无机酸、碱、盐及无机化肥 ②.有机化工：如烯烃、有机酸、醇、酯，芳烃等 ③.高分子化工：利用聚合和缩聚反应，合成橡胶、塑料、化纤。 ④.精细化工：医药、农药、染料、表面活性剂、催化剂、化妆品等特定功能产品。 ⑤.生物化工：依靠微生物发酵、酶催化制取的产品如抗生素、有机溶剂、调味剂、食品添加剂等。 二、化学工业的现状、特点和发展方向 1.化学工业现状： 是我国支柱型的产业；但生产规模小、生产成本高、大型装置设备自给率低，产品品种少、功能化和差别率低，环境污染严重，能量消耗高。 2.现代化学工业特点： 原料、生产方法和生产产品的多样性与复杂性 现代化学工业生产的大型化、综合化及精细化 化工生产中多学科合作，生产技术密集 重视生产中能量的合理利用，积极采用先进的科学技术和节能工艺 化学工业属于资金密集，投资回收率快利润高产业 化工生产中易燃、易爆、有毒及污染 3.现代化学工业发展的方向： ⑴.化工生产中加快研究、开发、利用高新科学技术产品。 ⑵.化工生产原料应充分利用 在化工生产中提倡设计和开发“原子经济性反应”，该概念是美国化学家B.M.Trost于1991年提出的，“在化学反应中应使原料中的每一个原子都结合到目标分子即产物中，不需要利用保护基团或离子基团，因而不会有副产物或废物生成”。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物排放。 ⑶.化工生产中大力发展绿色化工，生产过程中应做到“零排放”
计算题： 1、计算在0.1013Mpa 900℃下 C + H 2O ﹦CO + H 2 和 C +2 H 2O ﹦CO 2 + 2H 2 同时进行反应的系统的蒸汽平衡分解率。 已知不同温度下的平衡常数如下所示： 温度(K) C + H 2O ﹦CO + H 2 C +2 H 2O ﹦CO 2 + 2H 2 平衡常数Kp 平衡常数Kp 1000 0.2654 1.374 1100 1.172 0.9444 1200 4.047 0.6966 2、甲烷蒸汽转化造气一段炉和二段炉的出口干气组成见下表： 亦即二段转化炉进出口转化气组成（mol%） 组成 H2 CO CO2 CH4 N2 Ar 合计 进口 69.0 10.12 10.33 9.68 0.87 - 100 出口 56.4 12.95 7.78 0.33 22.26 0.28 100 已知一段炉的水碳比为3.8，一段炉出口温度为860℃，加入二段炉的蒸汽是空气量的10%（mol 百分数），混合物的温度为450℃。试计算：（1）空气加入量，(m 3)n 空气/(m 3)n 一段气；（2）二段炉出口湿气组成；（3）二段炉出口温度（假定二段炉热损失不计）；（4）二段炉出口甲烷转化反应与变换反应的平衡温距。 解：（1）以二段炉为衡算列式： 设二段炉空气加入量为G 空，G1=1mol C 平衡：12,14,122,24,2 12()()CO CO CH CO CO CH G y y y G y y y ++=++ 2110.1210.339.68 () 1.430712.957.780.33 G G ++=?=++ 得出2G =1.4307mol N 元素平衡：2,2 2122N 1N y +G y N G y G =?空空 得出G 空，即空气加入量为G 空=0.3967mol （2）二段炉出口湿气组成 以二段炉为衡算系统，先求出一段炉的水含量 一段炉出口气G=1mol 作水平衡，则一段炉出口气含水蒸气为 222G =G -G H O H O H O 总反=3.8×G ×(y CO +y CO2+y CH4)-G(y CO +2y CO2)=0.8371mol 设二段炉转化汽水含量为G H2O ， 氧元素平衡：12222G ++G =G +O O H O O H O G G 空空 22H O G = 122G ++G -G O O H O O G 空空=G 1×(y CO1+2y CO2 1)+G 空+ 222,2222+G +10%-G y +O H O CO CO y G ??空空（y ）=0.9429mol 则二段炉出口总气量为 2222=G +H O G 总G =1.4307+0.9429=2.5736mol 得二段炉出口湿气H 2含量为：
化工工艺学知识点 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
第二章粗原料气制取 一、固体燃料气化法 名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为 燃料用煤气或合成用煤气。 加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N 的含量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡）1．煤气化有几种工业方法各有什么特点 蓄热法：将空气和水蒸气分别送入煤层，也称间歇式制气法 富氧空气气化法：用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化 外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能，尚未达到工业化阶段2．气化炉有哪些床层类型，描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型固定床：气体从颗粒间的缝隙中穿过，颗粒保持静止 流化床：增大气速，颗粒开始全部悬浮于气流中，而且床层的高度随气速的增大而升高 气流床：气流速度增大至某一极限值时，悬浮于气流中的颗粒被气流带出间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉 3．煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化，气体产物各是什么空气和水蒸气 空气煤气（N2、CO）、水煤气（H2、CO）、混合煤气、半水煤气 4．固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程
干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发 干馏区：煤开始热解，逸出以烃类为主的挥发分，而燃料本身开始碳化 气化区:煤气化的主要反应在气化区进行 灰渣区：灰渣于该区域出炉 5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用 灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形 6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。 每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净 7．什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项 水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。 用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气 使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故 8．德士古炉废热如何回收？ 直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷 9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？ Ｐ７０Ｐ７２ 二、一氧化碳变换
氨合成 1、请写出氨合成的反应方程式，并回答由热力学分析可得出哪些结论。 2、请写出30MPa合成氨的工艺条件。 3、请问凯洛格法合成氨流程中，放空管（驰放气管）是设置在压缩机之前还是之后？将放空管设置于此处有什么好处？氨冷凝又是在压缩机之前还是之后？如此设置又有什么好处？ 4、凯洛格法合成氨中所用的合成塔是属于什么类型的塔，从结构上看它的主要特点是什么？请简要说明气体在塔内是如何流动进行合成和换热的？ 1、请写出甲烷转化的主反应方程式。 2、原料气制取过程中会发生析碳反应，析碳的危害表现有哪些？如何防止？ 3、为什么甲烷转化采用两段式转化？并说出一段转化和二段转化分别所承担的任务。 4、请写出甲烷转化的五个工艺条件。 5、氮气的制取是在哪一步中进行的？二段转化炉是如何实现快速升温的？炉出口度是多少？ 6、请简要说明一段及二段转化炉的结构和材质，及其工作原理。 7、请简单描述甲烷转化的流程。 8、请问干法脱硫常用的两种方法是什么？本章中以此两方法串联脱硫，请写出其联合反应方程式（按脱硫顺序写）。 9、高变（中变）及低变的作用是什么？请写出其变换方程式，以及变换后所要达到的指标。 10、请列表写出高变及低变的工艺条件。 11、参见书P22图1.17说出AB，CD，EF，GH，GF五条线段的含义，进一步简要说明为什么变换反应要分段进行。并回答什么叫做最佳温度分布曲线。 12、常用的脱碳吸收方法叫什么法？写出脱碳吸收和再生的反应方程式。 13、苯菲尔法脱碳液的主要成分有哪些？各起什么作用？ 14、脱碳的两个关键设备分别是什么？它们之间是如何关联实现脱碳的？（请画简要流程图说明） 15、甲烷化的作用是什么？请写出主要的反应方程式。 16、请写出甲烷化的工艺条件。 化肥 1、尿素的物理性质和化学性质有哪些？ 2、请写出尿素合成的主反应以及两个副反应的反应方程式；其中，决定合成速率的是哪一步反应？ 3、请写出尿素合成的工艺条件。 4、请画出尿素生产的大致工艺流程。 5、造粒塔是如何实现将高温熔融尿素结晶的？塔下的沸腾床有何作用？（简答） 磷酸 1、请问湿法磷酸生产过程中，生成的硫酸钙结晶体有哪三种形式？ 2、请问湿法磷酸的生产方法分为哪几类？ 3、二水物法生产磷酸的主要设备有哪些？分别有什么作用？ 硫铁 1、硫铁矿在焙烧前需进行原料配矿，配矿要求有哪些？并简要说明为什么要达到这样的配矿要求？ 2、硫铁矿的焙烧温度是多少？若超过此温度会产生什么不良后果？ 1、画出以普通硫铁矿为原料的接触法生产硫酸的总流程图。 2、写出硫酸工艺各工段所涉及的主要化学方程式（焙烧反应、转化反应、吸收反应、尾气处理反应） 3、写出SO2转化的工艺条件。 4、SO2转化之前为什么要对焙烧来的炉气作净化及干燥处理？并补充完下表。
2014 学年第 2 学期 函授 13化学工程（专升本）专业《化工工艺学》课程教案 4课时/次共10次 40课时 教师： 教研室：
§1 第一章合成氨原料气的制备 教学目的：掌握优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程的基本原理；原料和工艺路线；主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。 教学重点：优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程。教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使用条件。 新课内容： 第一节固体燃料气化法 一、概述 固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）气化：用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可燃性气体的过程。气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉。 二、基本概念 1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和水分以外，其余的可燃物质称为固定碳。 2、煤的发热值：指1公斤煤在完全燃烧时所放出的热量。 3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4．空气煤气：以空气作为气化而生成的煤气其中含有大量的氮(50％以上)及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氢气。 5．混合煤气(发生炉煤气)：以空气和适量的蒸汽的混合物为气化剂生成的煤气，其发热量比空气煤气为高。在工业上这种煤气一般作燃料用。 6．水煤气：以蒸汽作为气化剂而生成的煤气，其中氢及—氧化碳的含量高在85％以上，而氮含量较低。 7．半水煤气：以蒸汽加适量的空气或富氧空气同时作为气化剂所创得的煤气或适当加有发生炉煤气的水煤气，其含氮量为21—22％。 三、气化对煤质的基本要求 (1)保持高温和南气化剂流速 (2)使燃料层各处间一截而的气流速度和温度分布均匀。这两个条件的获得，除了与炉子结构(如加料、排渣等装置)的完善程度有关外，采用的燃料性质也具有重大影响。 1水分：<５％ 2挥发份：<６％ 煤中所含挥发分量和煤的碳化程度有关，含量少的可至I一2％，多的可达40％以上。它的含量依下列次序递减： 泥煤褐煤烟煤无烟煤焦炭 3灰份：15-20％ 灰分中主要组分为二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙和氧化镁等无机物质。这些物质的含量对灰熔点有决定性影响。 4硫分：<1.5g/m3 煤中的硫分在气化过程中，转化为含硫的气体，不仅对金属有腐蚀作用，而且会使催化剂中毒。在合成氨生产系统中，根据流程的特点，对含硫量有一定的要求，并应在气体净化过程中将其脱除。 5灰熔点：>1250℃ 6机械强度和热稳定性
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