化工工艺学题库.docx

合成气I.合成气生产过程主要分为“几个工序？以煤为凝料条发或煤水蒸气厂1./.工*_i.氨合成一":RHoi压缩1.1.2 .自然气水蒸汽转化制气的主反应和副反应有鼻些？抑IM副反应的策略如何？主要反应C4+H2O=CO+3H2-IQhAkJinw1.(2)CO+H1.OCOi+H2+4.2kJ/mo1.主要副反应CH,=242+C-74.9k/.OW1.ICO=CO2+C+1.72.4kJj11o'C0+HH,0+C+1.31.36kJ.mo'抑制制反应：为限制枳碳，吊加水蒸汽用求以调整气体现成和选择适当的温压力来解决。从反应平衡及期反应来看,水碳比高.残余甲烷含量降低,且可防止析碳W此一般采纳较高的水酸比，为3.035转化为可逆反应，温度越高，平衡转化率越高，从组成计豫荷出，100OC以上CH4含珏才小于0.5%,要求设得的耐高温性能。3 .为什么采纳两段转化？商收转化的供福方式各有什么不同？如何确定和限制二段转化的全都来讷高温转化，设备费用和操作费用太高，所以采纳低温(700800C)转化和高温(12(Xm转化的两段方式.一段温度对合金钢管要求低,用合金制管保证传热和供热：二段采纳破内衬的绝热设备.并通入肯定比例的空气与一段的H2反应产生热量和高谓(120074(X)10),保证CH4转化彻底，同时加入了合成装须要的原料N2。二段炉温度：按甲烷限制指标来确定,压力和水碳比确定后，按甲烷平衡浓度来确定湿度.要求yCH4vO.OO5,出口温度电为100OC左右.夙洛格(Kenogg1.甲烷幕汽转化工艺海程燃N天然、I-粘用加第反应器：2-氧化锌脱破螺；3-对流段：4-辐射段(一段炉)：5-二段转化炉：6第一废热我炉：7-其次废热锅炉：8-汽包：9-协助悒炉：IO-持风机4 .自然，中的破成分有要些？干法脱破和漫法脱的主要方法有“些？其适用范B1.有何区分？硫化软(H2S),同时此外还UJ能有一些有机硫化物，如SiMC2H5SH)、硫SI(CH3SCH3)及陈吩(C4H4S>,二硫化碳(CS2)等.干法脱硫：一般适用于含Sfit较少的状况氧化锌法、怙相加乳法、氯乳化株法、活性碳法等湿法脱嫉：一般适用于含S域较大的场合化学汲取法、勒理汲取法和化学物理综合汲取法等5 .H化钵脱破的工作理是什么？其工艺流程和工艺条件如何？我化锌脱能法也可以脱除硫醇、能酸等行机缝，但反应速度较慢，股选择校高的温度350400,才能获得较快的反应速度.反应式如卜'：ZtO(三)+CiHiSH(g)ZnS(三)+Ci1.1.iOH(g)ZnO(三)+CH,SCH,(g)=ZnS(三)+C2Ht(g)+H2O(g)在有H2存在时，一些有机硫可先转化为H2S,再被氧化粹所汲取，反应式如下：宠CoMo因ZnOItut.CS,+4Z,=25+C7,COS+/7.=/,5+COF化后传1.-iftM.2-S<f>.3一第一段税战博(ZnO)1«9>-ttttff<CfrMn,ZnO)流程1：硫含量较而流程2：硫含增较低6.变换工序的反JSJK理和主要任务是什么？为什么昊分中温交换和保温交换？CO+W2O-S三CO2+H,+41.2kJ/mo1.是将原料气中的CO变成82和H2。H2是合成林苑要的原料成份，C02在后面的脱碳和甲烷化两个工序中除去,作为生产尿素或食品级C02的原料.变换反应为放热反应,温度上升,平衡常数战小为了变顿过程进行彻底.要求尽可能低的反应温度：但潮度低,反应速度必定减缓7笨若尔脱破的主聂化学反J碳原理是什么？再生指数(化度I的定义是什么？CoNaqNKWJaq)+Hq(M=2KHCOgqHQ原理：C02的汲取过程是C02GK2CO3反应生成KHCO3.但是由于受反应速度的限制.气体中CO2U溶液中K2CO3的反应速度较慢.为了加快C02在K2CO3溶液中的汲取速通常在K2CO3溶液中又添加种催化剂：乙醉胺再生指数(微化度)的定义：愆摩尔K2CO3所己经汲取的C02厚尔数，即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度.4tKIM速由'H3和CO2合成尿素的化学反应过程与相益(重点)HzO41汽相N1.hCO241I1.II1.2t1.112N>3+CO21NH2COONIh=CO(NH2)2+HzO1 i'(1) (2)(4)(5)(3)2NH.(i)+CO2(I)=NH2COONH4(/)+86.93kJ.w1.1NHC()()NHA(J)=NH、C()NHa)+H<)(1.)一兴.45IdJm1.T上述两个反应中.第一个反应为快速放热反应，反应程度很大生成溶解态的匆基甲酸使：其次个脱水生成乐素的反应为慢速吸热反应，息为显著可逆反应.2 .尿索合成反应过程的主要副反应及限制指嬉.(熟识就行)INH2CONH2(I)=NHWNHC(NH,(/)+NH<g)NHiCONHi(I)+HiO(I)=2W,(g)+CO2(g)当温度在OO1C以下时，尿素水解缓慢：温度4I(X)C时尿赛水解速度明显加快：温度在145C以上时，水解速度剧增。尿素浓度低时，水解率大.就也有抑制尿素水解的作用，氨含量高的尿素溶液的水解率低。3 .尿米生产的氮汽提法流程中，合成塔出来的尿索溶液主要3了那些设备，溶液的湿度、压力、组成如何？(常板了解)设备；气提塔，降膜分解器，目前，工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反应合成的.MbZCOi不网比“京,比R<M方,温度进一步上度的彩h双度较低时平衡转化率随温度上升而增加，在100C时达最大升，平衡转化率反而下降.一般选择尿素合成温度为ISo-T90C蛆成的影响，Co2过疑对转化率影响很小，获过破则明显提高转化率。氮碳比的影响如右图。水碳比增加0.1,转化率下降约不m同工艺选择的合成过程物料比不同.如：水溶液全循环法熟碳比4.0,>“水碳比0.650.7：汽提法工艺氨喘比2931.,水碳比0.3-0.4.压力的影*h压力对液相反应的影响很小.但由于体系存在情性气体和气液平衡,操作出力应当大于平衡压力4 .硝酸帔的主要用途是什么？1 .硝钺是重要的氮肥，特殊适用于海度低的早H1.还是制造发合肥料的原料.2 .硝被是炸药的主要原料.3 .梢伎还是制麻酹剂(N20.笑气)的原料.5.湿法鼻是用鼻酸为催化剂、溶液分解矿的过程，叶以Ca5RPO41.3为主.汪有Si、Fe.A1.等杂质元素，试分析一下反应过程的主、!反应及其产物，并说明副反应对反成过程的影.CaSF(POJ，+nHFC/+SH$04=5+3)H/0«主反应：一步反应过程+5CaSoMo+HF两步反应过程：CayF(PO1.)nHtPOi=(n-1.)H,PO,+5Ca(H2PO4),+HFSCa(HFoD计SH】SoA=fPO4+5CaSO4.nHiO剧反应：6HF+SiO1=H1SiFty+2,(?HSF2HF(R)+SiF*)H2SiF6+SiO2=SiFJg)+2H2OCaCOy+H：So1.=CaSOt(5)+CO2(n)+H,OFe2O,+2H.PO1.=2FePOi(三)+3H2OAIiO,+2H.POt=24Pa(三)+3。副反应不仅损失磷，而且沉淀会包袱在犷石表面，阻挡酸分解反应的进一步进行.产生“钝化现象，硫酸和硝酸1 .工业上短H化SO2制稽"的方法有磬裁？耳出其主要反应式.亚硝基法和接触法亚硝基法S+0,(高温)SO2SO2+NO2SO.+NOSO,+H2OH2SOt接触法S+O2-SO22SO2+O2-2SO32SO3+H2O-H2SO402=S022 .破铁丁的主要成分是什么？培烧建铁矿的主要化学反应有“绘？FcS2主要反应2FeS2=2FeS+S2S2+3 .给灯族铁了的设备是什么？依据物料状态，设备内可分几个区域？各区域的物料特点是什么？设备:沸脸培烧炉460-560C为笫一阶段，斜率大，活化能大。温度上升，反应速率增加很快,化学反应受动力学（速度）限制.IF560-720C为过渡阶段，反应速度受溺度影响较小.k>720C为第三阶段，反应速度随温度上升再增加，但增加帕度小。试脸证明，第二阶段活化能较小,焙烧反应主要殳生扩散的限制.4 .SO2H化为SO3的WA、压力、SO2含量等工艺条件如何？温度：在催化剂活性温度范围内催化剂床层温度应沿最佳温度跷变更，即先离后低压力：二氧化硫氧化反应是体枳减小的反应，提高压力可提高平衡辅化率5.SO3的汲取过程通常采纳发堀破或/和浓硫”汲取,为什么采IA浓度为98.3%的浓SO2含也依据琉酸生产总费用最低的原则来确定：氧化破的起始浓度.最相宜的最终转化率与所采纳的工艺漉程、设备和操作条件有关.因为标准发烟硫酸游离SO3浓度为21%,从上衣看出,在气体中SO3浓度为7%时,则说明汲取酸油不能超过SOC.不同转化气SO3浓度下,SO3汲取率与温度的关系如右图所示，其中7.4%的曲线与上表数据一样,可见，温度上升，汲取率下降：气相SO3浓度增加，汲取率上升。6.制硝威气氧化的主襄反应，其相态、候效应、反应平看、催化剂等有什么特点？主要副反应有廉些？主反应4NHi(g)+5(),=4NO+6H2O+9(i1.28kJmo1.剧反应471.(g)+4O,=ZNg+6O+1IMMJZmoi4rH,(g)+3O2=2N?+6/O+1269.02AMnR2NH,(g)=N2+3H2-*),6*)kJno1.2NO-M+O1+MWMZmo1.471.+6O=5N1+6H1.O+tHU).6kJno1.在反应温度下，上述反应的平衡常致祐很大.假如对反应不加限制，氨和氯反应的最终产物必定是N2。要得到希望的产物NO,不能从反应热力学去改变更学平衡来达到目的，只能从反应动力学方面去箭手。即找寻一种选择性的催化剂，抑制不希望的反应。目前最好选择性的俳化剂是的.纯碱和烧碱复习思索题1 .M减中的是什么意眼？玄度为0.951.07gcm3的纯世2 .气减法制纯"的主要原料有事或？“过程的主要反应有事些？主要副产物是什么？原料：氯化馆(NaCI)和族酸钙(CaCO3)主要反应CZco(三)*SfC0(g)+ChO(三)-176.105AJ/，”HC+.V,+CO1+HiO=NaIICOi(三)+NH4C1.ZNaHCOy(三)NaiCOi(三)+CO2(g)+HtO(g)主要制产物CaONH4CI3 .从干捻相图分析，为什么在P1.点NaHCO3的结晶析出最多？且Na利用率量高？如何限制掾作点的位上升度对雷作点P1.、Na利用率和NaHCOJ结晶有什么影响？右图中,IP2、P2IkP2P1.P1.1.I1.PIIV为饱和线：1.2,3区为NaHCo3、NH4HCO3.NH4C1的析出区:P1.点可析出：.种结晶.氧盐水碳酸化后的组成在AC践上。假如只褥析出NaHC03时，组成应R-S线内，超过S析出NH4HCO3.超过R析出NaCI假如总组成在X点,T点为饱和溶液,结晶与溶液比为TX:XD.比值越大，析出结丁越多.可见P1.点操作最好.4 .氯盆水硬化是在什么设备中进行的？CO2经气拉水汲