化学工艺学答案 米镇涛
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
反应转化的量： 9.4 2×9.4 9.4 2×9.4
则产物的量为：N2：86.4mol×28＝2419.2 g
O2：4.2mol×32＝134.4 g CO2：9.4mol×44＝413.6 g
H2O ：2×9.4mol×18＝338.4 g 原料的量为：N2：86.4mol×28＝2419.2 g O2：（4.2+2×9.4）mol×32＝736 g
CH4：9.4mol×16＝150.4g CH4/空气（摩尔比）＝9.4/（86.4+23）×100％＝8.6%
列物料衡算表得组分输入输出 mol mol% g Wt％ mol mol% g
Wt％ N2 86.4 72.7 2419.2 73.2 86.4 72.7 2419.2 73.2 O2 23 19.4 736 22.3 4.2 3.5 134.4 4.1 H2O 18.8 15.8 338.4 10.2 CH4 9.4 7.9 150.4 4.5
CO2 9.4 7.9 413.6 12.5 ∑ 118.8 100.0 3305.6 100.0 118.8 99.9 3305.6 100.0
2-13一氧化碳与水蒸气发生的变换反应为CO＋H2O CO2＋H2，若初始混合原料的摩尔比为H2O／CO＝2／1，反应在500℃进行，此温度下反应的平衡常数Kp＝P(CO2)·P(H2)／P (H2O)·P(CO)＝4.88，求反应后混合物的平衡组成和CO的平衡转化率。解：设初始原料中COn＝1mol，则2H
O
n＝2mol，达到平衡时，CO转化了m mol。
由 CO ＋ H2O CO2＋ H2 转化量 m m m m 平衡时 COn＝1－m 2H
O
n=2－m 生成 2
COn＝2
nH＝ m 产物总量n ＝∑in＝3iiPyP ，平衡时CO1y(1)3
m
2HO1y(2)3
m
2COy＝2Hy＝ m/3
由4.88＝
222COHCOHOy.y.y.y.PPPP
＝
(1)(2)
mmm 得m＝0.865 Xco＝0.865/1＝86.5%
平衡组成: COy＝0.045 2HO
y＝0.378 2
COy＝2
Hy＝0.288
2-15将纯乙烷进行裂解制取乙烯，已知乙烷的单程转化率为60%，若每100Kg进裂解器的乙烷可获得46.4Kg乙烯，裂解气经分离后，未反应的乙烷大部分循环回裂解器（设循环气只是乙烷）在产物中除乙烯及其他气体外，尚含有4Kg乙烷。求生成乙烯的选择性、乙烷的全程转化率、乙烯的单程收率、乙烯全程收率和全程质量收率。解：进反应器的乙烷量=100/30=3.333 kmol
产物中乙烷量=4/30=0.133 kmol ，生成乙烯46.4所转化的乙烷量=46.4/28=1.657 kmol 转化的乙烷量=60%×3.333=2.000 kmol ，未转化的乙烷量=3.333-2.000=1.333 kmol 设未反应的乙烷除了有0.133 kmol随产物乙烯带走外，其余全部返回到反应器中，即1.333-0.133=1.2 kmol
则新鲜乙烷量=3.333-1.2=2.133 kmol ，乙烯选择性=1.657/2.0=82.9% 乙烷的全程转化率=2.0/2.133=93.8% ，乙烯的单程收=1.657/3.333=49.7%
乙烯全程收率=1.657/2.133=77.7% ，乙烯全程质量收率=46.4/（30×2.133）=72.5%
3-1根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律。造成裂解过程结焦生碳的主要反应是哪些？
答：由表3-3 各种键能比较的数据可看出：○
1同碳数的烷烃C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易；○
2烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;○3异构烷烃的键能小于正构烷烃，异构烷烃更容易发生脱氢或断链。
由表3-4数值，可看出：○
1烷烃裂解是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热值更高；断链反应的标准自由焓有较大的负值，是不可逆过程，脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小的负值，是可逆过程，受化学平衡的限制；○2乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；甲烷在一般裂解温度下不发生变化。
烷烃热裂解的规律：烷烃热裂解的一次反应主要有：①脱氢反应：RCH2-CH3↔CH＝CH2+H2 ②断链反应：RCH2-CH2-R′↔RCH＝CH2+R′
H不同烷烃脱氢和断链的难易，可以从分子结构中键能数值的大小来判断。
a 同碳数的烷烃，断链比脱氢容易；
b烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;
c脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之，伯氢最难；
环烷烃裂解的规律：
a侧链烷基比烃环易裂解，乙烯收率高。
b环烷烃脱氢比开环反应容易，生成芳烃可能性大。
c长侧链的环烷烃断侧链时，首先在侧链的中央断裂，至烃环不带侧链为止；五元环比六元环较难开环。
d环烷烃裂解反应难易程度：侧链环烷烃＞烃环，脱氢＞开环。原料中环烷烃含量增加，则乙烯收率下降，丙烯、丁二烯、芳烃收率增加。芳香烃热裂解的规律：
a芳烃的脱氢缩合反应，生成稠环芳烃甚至结焦；
b烷基芳烃的侧链发生断裂或脱氢反应，生成苯、甲苯和二甲苯；
c芳香烃不宜作为裂解原料，因为不能提高乙烯收率，反而易结焦缩短运转周期； d各族烃的裂解难易程度：正构烷烃＞异构烷烃＞环烷烃(六元环＞五元环)＞芳烃。造成裂解过程结焦生碳的主要反应：
○1烯烃经过炔烃中间阶段而生碳CH2=CH2 H—
CH2=CH· H—CH≡CH H—CH≡
C· H—·C≡C· Cn
○2经过芳烃中间阶段而结焦萘 H—二联萘 H—三联萘 H—焦。3-3在原料确定的情况下，从裂解过程的热力学和动力学出发，为了获取最佳裂解效果，应选择什么样的工艺参数（停留时间、温度、压力……），为什么？（P72-75）
答：应选择的工艺参数有裂解温度、停留时间、烃分压、稀释剂及裂解深度。应选择高温短停留时间和较低烃分压。
3-4提高反应温度的技术关键在何处？应解决什么问题才能最大限度提高裂解温度？
答：裂解反应的技术关键之一是采用高温-短停留时间的工艺技术。提高裂解温度，必须提高炉管管壁温度，而此温度受到炉管材质的限制。因此，研制新型的耐热合金钢是提高反应温度的技术关键。
当炉管材质确定后，可采用缩短管长（实际上是减少管程数）来实现短停留时间操作，才能最大限度提高裂解温度。或者改进辐射盘管的结构，采用单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射盘管，这些改进措施，采用了缩小管径以增加比表面积来提高传热面积，使壁温下降，提高了盘管的平均传热强度，由此达到高温-短停留时间的操作条件。
3-5为了降低烃分压，通常加入稀释剂，试分析稀释剂加入量确定的原则是什么？（P75）答：①裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离，不会增加裂解气的分离负荷和困难。②水蒸气热容量大，使系统有较大热惯性，当操作供热不平衡时，可以起到稳定温度的作用，保护炉管防止过热。③抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀。④脱除积碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体的生碳反应。
3-6试讨论影响热裂解的主要因素有哪些？
答：1裂解条件(如温度、压力、烃分压)； 2裂解炉的型式和结构；3原料特性。
3-8裂解气出口的急冷操作目的是什么？可采取的方法有几种，你认为哪种好，为什么？若设计一个间接急冷换热器其关键指标是什么？如何评价一个急冷换热器的优劣？
答：裂解气出口的急冷操作目的：从裂解管出来的裂解气含有烯烃和大量的水蒸气，温度为727—927℃，烯烃反应性强．若任它们在高温下长时间停留，会继续发生二次反应，引起结焦和烯烃的损失，因此必须使裂解气急冷以终止反应。急冷的方法有两种，一种是直接急冷，一种是间接急冷。我认为间接急冷好，因为直接急冷是用急冷剂与裂解气直接接触，急冷剂用油或水，急冷下来的油、水密度相差不大，分离苦难，污水量大，不能回收高品位的热量。采用间接急冷的目的是回收高品位的热量，产生高压水蒸气作动力能源以驱动裂解气、乙烯、丙稀的压缩机，汽轮机及高压水阀等机械，同时终止二次反应。设计一个间接急冷换热器其关键指标是：为减少结焦倾向，应控制两个指标．一是停留时间，一般控制在0.04s以内；二是裂解气出口温度，要求高于裂解气的露点。急冷换热器是裂解装置中五大关键设备之一，是间接急冷的关键设备。急冷换热器的结构，必须满足裂解气急冷的特殊条件：①温度高;②降温快，热强度高，内外温差高。
3-9裂解气进行预分离的目的和任务是什么？裂解气中要严格控制的杂质有哪些？这些杂质存在的害处？用什么方法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什么？（P85，87-92）
答：目的和任务：①经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正
常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。②裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷。③在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水排放量。④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。
需严格控制的杂质有H2S，CO2，H2O，C2H2，CO等气体。这些杂质量不大，但对深冷分离过程是有害的，而且会使产品达不到规定的标准。酸性气体的脱除有碱洗法和醇胺法。脱水用吸附干燥法。炔烃脱除有催化加氢法和溶剂吸收法。
3-10压缩气的压缩为什么采用多级压缩，确定段数的依据是什么？（P95-96）
答：压缩气压缩基本上是一个绝热过程，气体压力升高后，温度也上升。为了节约压缩功耗、降低出口温度、减少分离净化负荷，气体压缩采用多级压缩。
3-11某乙烯装置采用低压法分离甲烷，整个装置中需要的最低冷冻温度为-115℃，根据乙烯装置中出现的原料、产品，设计一个能够提供这样低温的制冷系统，绘出制冷循环示意图。并标以各蒸发器和冷凝器的温度（第一级冷凝器温度，为冷却水上水温度25～30℃）。答：3-12裂解气分离流程各有不同，其共同点是什么？
答：①在分离顺序上遵循先易后难的原则，先将不同碳原子数的烃分开，再分同一碳原子数的烯烃和烷烃；②将生产乙烯的乙烯精馏塔和生产丙烯的丙烯精馏塔置于流程最后，可确保这两个主要产品纯度，同时也减少分离损失，提高烯烃收率。
3-14对于一已有的甲烷塔，H2/CH4对乙烯回收率有何影响？采用前冷工艺对甲烷塔分离有何好处？
答：相同压力相同温度下，乙烯在塔顶尾气中的含量，随H2/CH4比增加而增加，即乙烯的损失率加大，降低了乙烯的回收率。前冷是将塔顶馏分的冷量将裂解气预冷，通过分凝将裂解其中的大部分氢和部分甲烷分离，使H2/CH4比下降，提高了乙烯的回收率，减少了甲烷塔的进料量，节约能耗。
3-15何谓非绝热精馏？何种情况下采用中间冷凝器或中间再沸器？分析其利弊？答：非绝热精馏——在塔中间对塔内物料进行冷却和加热的过程。
使用条件：对于顶温低于环境温度、底温高于环境温度，且顶底温差较大的精馏塔。
利：可降低分离过程的有效能损失，达到节省能量的目的。对中间再沸器而言，还可减小提馏段塔径。
弊：由于中间冷凝器和中间再沸器的设置，在降低塔顶冷凝器和塔釜再沸器负荷的同时，会导致精馏段回流和提馏段上升蒸气的减少，故为了达到分离要求，就相应增加塔板数，从而增加设备投资。
3-16根据本章所学知识，试设计一个简单的流程表述烃类热裂解从原料到产品所经历的主要工序及彼此的关系。
答：原料→热裂解→预分离（→裂解汽油→芳烃）→裂解气→净化（脱酸、脱水、脱炔）→深冷（压缩系统）→分离（精馏系统）
第五章
5-1有哪些原料可生产合成气？合成气的生产方法有哪些？近年来出现哪些生产合成气的新方法？它们与原有生产方法相比有什么优点？
答：原料：煤、天然气、石油馏分、农林废料、城市垃圾等。合成气的生产方法：1.以天然气为原料的生产方法：主要有转化法和部分氧化法。2.以重油或渣油为原料的生产方法：主要采用部分氧化法 3.以煤为原料的生产方法：有间歇式和连续式两种操作方式。以上几种方法的比较：1.以天然气为原料制合成气的成本最低；2.重质油与煤炭制造合成气的成本差不多，重油和渣油制合成气可以使石油资源得到充分的综合利用；3.轻质油价格很贵，用
它来制造合成气的成本较高，而它很容易经其他方法加工成液体燃料和化工原料，不必走合成气路线。
其他含碳原料(包括各种含碳废料)制合成气在工业上尚未形成大规模生产，随着再生资源的开发、二次原料的广泛利用，今后会迅速发展起来的。
生产合成气的新方法：近年来，部分氧化法的工艺因其热效率较高。H2/CO比值易于调节，故逐渐收到重视和应用，但需要有廉价的氧源，才能有满意的经济性。最近开展了二氧化碳转化法的研究，有些公司和研究者已进行了中间规模和工业化的扩大试验。
5-3以天然气为原料生产合成气的过程有哪些主要反应？从热力学角度考虑，对反应条件有哪些要求？从动力学角度考虑又有哪些要求？（P161，165-168）
答：甲烷蒸汽转化反应CH4＋H2O = CO＋3H2
CO变换反应CO＋H2O =CO2＋H2
析碳反应CH4 = C＋2H2
热力学：温度800℃以上，水碳比3.5以上，压力2MPa左右。
动力学：温度（高温使反应速率加快，所以出口残余甲烷含量低。因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来弥补）、压力（在反应初期，增加系统压力，相当于增加了反应物分压，反应速率加快；但到反应后期，反应接近平衡，反应物浓度很低，而产物浓度高，加压反而会降低反应速率，所以从化学角度看，压力不宜过高）、组分。
5-5天然气-水蒸气转化法制合成气过程有哪些步骤？为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些方法较好？（P169，181-182）
答：基本步骤有：原料气脱硫、脱硫后的原料气与水蒸气在一段转化炉中进行反应生成合成气、未反应的甲烷与补入的氧气或空气燃烧放热，进行转化反应、根据对合成气使用目的不同选择是否进行变换反应、脱除合成气中的二氧化碳，使成品气中只含有CO和H2。
因为原料气中的硫化物主要是硫化氢和有机硫化物，后者在高温和水蒸气、氢气作用下也转变成硫化氢，催化剂表面吸附硫化氢后反应生成硫化镍，发生暂时性中毒，在轻微中毒后，当原料气中清除了硫化物后，硫化镍会逐渐分解释放出硫化氢，催化剂得到再生，但若频繁的反复中毒和再生，镍晶粒要长大，活性降低。即极少量的硫化物就会使催化剂中毒，使活性明显降低，时间不长就完全失活，所以必须先脱硫才能进行转化。用天然气制合成气时，先将原料气彻底脱硫，使总含硫量（体积分数）小于0.1 10-6
，则采用钴钼加氢转化-氧化锌组合法较好。原因是：
钴钼加氢脱硫剂先将原料中的有机硫化物氢解，转化成易于脱除的硫化氢，硫化氢再与氧化锌发生反应生成稳定的硫化锌固体，由于硫化锌难离解，净化气中总硫含量（体积分数）可降低至0.1 10-6以下，符合要求。
5.6为什么天然气—水蒸气转化过程中需要供热？供热形式是什么？一段转化炉有哪些型式？
答：从热力学角度看，高温下甲烷浓度低，从动力学看，高温使反应速率加快，所以出口残余甲烷含量低。因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来补偿。甲烷与水蒸气反应生成CO和H2是吸热的可逆反应，高温对平衡有利，即H2及CO的平衡产率高，CH4平衡含量低。高温对一氧化碳变换反应的平衡不利，可以少生成二氧化碳，而且高温也会抑制一氧化碳岐化和还原析碳的副反应。但是，温度过高，会有利于甲烷裂解，当高于700℃时，甲烷均相裂解速率很快，会大量析出碳，并沉积在催化剂和器壁上。
一段转化采用管间供热；二段转化则是温度在800℃左右的一段转化气绝热进入二段炉，同时补入氧气，氧与转化气中甲烷燃烧放热进行供热。
一段转化炉的炉型主要有两大类，一类是以美国凯洛格公司为代表所采用的顶烧炉，另一类是以丹麦托普索公司为代表所采用的侧烧炉。
预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。
5-7为什么说一段转化管是变温反应器？为什么天然气-水蒸汽转化要用变温反应器？答：由于在一段转化炉中可能会产生较多的碳，影响主反应的进行，故操作中必须重视析碳反应的产生条件，采用控制反应温度沿炉管轴向分布不同的方法，以减少析碳反应的发生。A.在入口处，由于甲烷含量最高，在高温下（>700℃），甲烷会均相裂解，析出大量碳，故应着重降低裂解速率，降低温度<500℃，因存在催化剂，故反应速率不会太低，且析出的碳（少量）也及时气化，不会积碳。
B.离入口1/3处，温度必须严格控制在<650℃，使甲烷充分反应，减少裂解反应的产生。
C.离入口1/3处以后，温度高于650℃，此时，生成的氢气，可抑制甲烷的裂解析碳反应；同时温度逐步升高（副反应放热，加热炉供热），故有利于逆反应的发生——消碳反应速率增加，不可能积碳。
综上所述，一段转化炉只有采用变温反应器，才可以减少裂解反应，保证低的甲烷残余量。显然，一段转化炉是变温反应器，同时也说明了必须采用变温反应器。
5-9由煤制合成气有哪些生产方法？这些方法相比较各有什么优点？较先进的方法是什么？（P156-159）
答：生产方法有固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床连续式气化法、气流床连续式气化法。
固定床间歇式气化法优点：只用空气而不用纯氧，成本和投资费用低。
固定床连续式气化法优点：①可控制和调节炉中温度；②因无N2存在，不需放空，故可连续制气，生产强度较高，而且煤气质量也稳定。
流化床连续式气化法特点：提高了单炉的生产能力，适应了采煤技术的发展，直接使用小颗粒碎煤为原料，并可利用褐煤等高灰分煤。
气流床连续式气化法优点：一种在常压、高温下以水蒸气和氧气与粉煤反应的气化法，生产强度非常大。
5-10一氧化碳变换的反应是什么？影响该反应的平衡和速度的因素有哪些？如何影响？为什么该反应存在最佳反应温度？最佳反应温度与哪些参数有关？（P175-177）答：CO变换反应CO＋H2O
CO2＋H2
影响平衡因素有温度、水碳比、原料气中CO2含量等。影响速度因素有压力（加压可以提高反应物分压，在3.0MPa以下，反应速率与压力的平方根成正比，压力再高，影响就不明显了）、温度（CO的变换反应为可逆放热反应，所以存在最佳反应温度Top）、水蒸气（水蒸气的用量决定了H2O/CO比值，在水碳比低于4时，提高水碳比，可使反应速率增长较快，但水碳比大于4后，反应速率的增长不明显，故一般选用H2O/CO比为4左右）。因该反应为可逆放热反应，所以存在最佳反应温度Top，Top与气体原始组成、转化率及催化剂有关。
5-11为什么一氧化碳变换过程要分段进行，要用多段反应器？段数的选定依据是什么？有哪些形式的反应器？（P178-179）
答：在工程实际中，降温措施不可能完全符合最佳温度曲线，因此采用分段冷却，段数越多操作温度越接近最佳温度曲线。具体段数由水煤气中CO含量、所要达到的转化率、催化剂活性温度范围等因素决定。变换反应器的类型有中间间接冷却式多段绝热反应器、原料气冷激式多段绝热反应器、水蒸气或冷凝水冷激式多段绝热反应器等。
5.12 一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？使用中注意哪些事项？答：铁铬系变换催化剂：其化学组成以Fe2O3为主，促进剂有Cr2O3和K2CO3，反应前还原成
Fe3O4才有活性。适用温度范围300～530℃。该类催化剂称为中温或高温变换催化剂，因为温度较高，反应后气体中残余CO 含量最低为3%～4%。
铜基变换催化剂：其化学组成以CuO为主，ZnO和Al2O3为促进剂和稳定剂，反应前也要还原成具有活性的细小铜晶粒。该类催化剂另一弱点是易中毒，所以原料气中硫化物的体积分数不得超过0.1×10-6。铜基催化剂适用温度范围180～260℃，称为低温变换催化剂，反应后残余CO可降至0.2%～0.3%。铜基催化剂活性高，若原料气中CO含量高时，应先经高温变换，将CO降至3%左右，再接低温变换，以防剧烈放热而烧坏低变催化剂。钴钼系耐硫催化剂：其化学组成是钴、钼氧化物并负载在氧化铝上，反应前将钴、钼氧化物转变为硫化物（预硫化）才有活性，反应中原料气必须含硫化物。适用温度范围160～500℃，属宽温变换催化剂。其特点是耐硫抗毒，使用寿命长。
5.14 在合成气制造过程中，为什么要有脱碳（CO2）步骤？通常有哪些脱碳方法，各适用于什么场合？
答：在将气、液、固原料经转化或气化制造合成气过程中会生成一定量的CO2，尤其当有一氧化碳变换过程时，生成更多的CO2，其含量可高达28%～30%。因此也需要脱除CO2，回收的CO2可加以利用。脱除二氧化碳的过程通常简称为脱碳。
根据吸收机理可分为化学吸收和物理吸收两大类。近年来出现了变压吸附法、膜分离等固体脱除二氧化碳法。
目前常用的化学吸收法是改良的热钾碱法，即在碳酸钾溶液中添加少量活化剂，以加快吸收CO2的速率和解吸速率，根据活化剂种类不同，改良热钾碱法又分为以下几种：①本菲尔（Benfild）法；②复合催化法；③空间位阻胺促进法；④氨基乙酸法。
目前国内外使用的物理吸收法主要有冷甲醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法。物理吸收法在加压（2～5MPa）和较低温度条件下吸收CO2，溶液的再生靠减压解吸，而不是加热分解，属于冷法，能耗较低。
物理-化学吸收法是将物理吸收剂与化学吸收剂结合起来的气体净化法，例如MDEA法中用甲基二乙醇胺-环丁砜混合液作吸收剂，能同时脱硫和脱碳，可与改良热钾碱法相竞争，但溶剂较贵。
变压吸附法（PSA）变压吸附技术是利用固体吸附剂在加压下吸附CO2，使气体得到净化，吸附剂再生是减压脱附析出CO2。
5-15工业上气体脱硫有哪些方法，各适用于哪些场合？（P181-182）
答：脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。干法脱硫适用于低含硫气体的精脱硫；湿法脱硫一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。（脱硫有干法和湿法两大类。干法脱硫又分为吸附法和催化转化法：吸附法是采用对硫化物有强吸附能力的固体来脱硫，吸附剂主要有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛等；催化转化法是使用加氢脱硫催化剂，将烃类原料中所含的有机硫化合物氢解，转化成易于脱除的硫化氢，再用其他方法除之。
湿法脱硫剂为液体，一般用于含硫高、处理量大的气体的脱硫。按其脱硫机理的不同又分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。
化学吸收法是常用的湿式脱硫工艺。有一乙醇胺法（MEA）、二乙醇胺法（DEA）、二甘醇胺法（DGA）、二异丙醇胺法（DIPA）、以及近年来发展很快的改良甲基二乙醇胺法（MDEA）。物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫，然后减压而释放出硫化物气体，溶剂得以再生。主要有冷甲醇法（Rectisol），此外还有碳酸丙烯酯法（Fluar）和N-甲基吡啶烷酮法（Purisol）等等。冷甲醇法可以同时或分段脱除H2S、CO2和各种有机硫，还可以脱除HCN、C2H2、C3及C3以上气态烃、水蒸气等，能达到很高的净化度。
物理-化学吸收法是将具有物理吸收性能和化学吸收性能的两类溶液混合在一起，脱硫效率
较高。常用的吸收剂为环丁砜-烷基醇胺（例如甲基二乙醇胺）混合液，前者对硫化物是物理吸收，后者是化学吸收。
湿式氧化法脱硫的基本原理是利用含催化剂的碱性溶液吸收H2S，以催化剂作为载氧体，使H2S氧化成单质硫，催化剂本身被还原。再生时通入空气将还原态的催化剂氧化复原，如此循环使用。湿式氧化法一般只能脱除硫化氢，不能或只能少量脱除有机硫。最常用的湿式氧化法有蒽醌法（ADA法）。
化学工艺学米镇涛答案
化学工艺学米镇涛答案 【篇一：科研论文(合成氨工艺综述)】 t>（ 题目：合成氨工艺综述学生姓名：学号：学院：化工学院班级： 二〇一四年三月 合成氨工艺综述 摘要：本文总结了全国合成氨的主要生产方法，从工艺选择、合成 氨原料来源、原料及组成、工艺流程，以及合成氨当今的技术结构 进行了重点的分析介绍。 关键词：合成氨；工艺技术；原料；流程 合成氨是由氮和氢在高温高压下并在催化剂的作用下合成的，世界 上除少量从焦炉气中回收外，工业上绝大多数合成氨是由合成法制得。生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重油、煤炭等等。 其合成的工艺技术也有多种，其中以天然气蒸汽转化法和水煤浆气 化法制取合成气最为常见。 一合成氨原料及组成 （一）气态烃原料 合成氨的气态原料主要包括天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等等，其中天然气的主要组份为：90%以上的甲烷和少量氮气、氢气。焦 炉气的主要成分是：50%多的氢气和25%的甲烷，还有一些其他碳 氢化合物。炼厂干气的主要成分是：气体碳氢化合物为主，以及氮 气和氧气，还有一氧化碳和二氧化氮。 （二）液态烃原料 合成氨的液态烃原料有：重油、渣油。其不同厂的渣油成分有些细 微的差别，但其主要成分碳含量86%以上，氢含量基本在11%以上 还有一些别的物质。 （三）固态原料 固态原料主要是煤，有有烟煤、无烟煤、褐煤等等。物质不同其燃 烧值也不同，无烟煤热值最高，烟煤其次。这也就说明无烟煤的碳 含量最高，为89%-98%。 二合成氨工艺技术 （一）以天然气为原料制造合成氨工艺技术 以天然气为原料制造合成氨的生产过程采用的是蒸汽转化法
和加氧催化法，其中以蒸汽转化法为主。主要流程是天然气和蒸汽在一段转化炉中在催化剂的作用下将天然气中的烷烃转化为以氢气和一氧化碳为主的合成气。合成气在经过二段转化炉，同时在加入空气，这样一方面使得残余的甲烷进一步燃烧，另一方面配入合成氨所需要的氮气，使得原料气中的氢氮比达到3:1；从二段转化炉出来的转化气中含有一定的一氧化碳，在经过变换工段把一氧化碳变化成二氧化碳，由于二氧化碳对合成氨是无用且有害的气体，会使得合成氨的催化剂中毒，所以必须进行脱除，分别进入低温甲醇洗和液氮洗；脱碳后的气体经过压缩机送往合成塔进行氨的合成。 在世界上合成氨的生产工艺主要有凯洛格传统工艺、凯洛格 节能工艺、凯洛格kaap工艺、托普索工艺、ici amv 工艺、布朗工艺等。其生产工序大都相同，主要的区别在于所选择的设备结构、净化方法、氨合成压力等等。他们的程序大都是5步骤：天然气的压缩与脱硫、转化、变换、气体净化、合成。 （二）以渣油为原料制造合成氨工艺技术 渣油为原料的工艺流程主要有两种，德士古渣油制氨和壳牌渣油工艺。 1.德士古的工艺流程：将渣油加压至9.8兆帕和高压蒸汽混合，在和 氧气一起气化生成一氧化碳，氢气等。含有一氧化碳的气体经过炭黑洗涤塔之后进入变换炉，把一氧化碳的含量降至2.5%，然后变换后的气体冷却后进行低温甲醇洗，主要是脱除合成气中的酸性气体及别的杂质。然后进入液氮洗工段除合成气中的少量一氧化碳、甲烷、氩气等少量杂质。最后出来的气体经过压缩送入氨合成塔进行合成。由于氨合成塔出来的气体氨，经过闪蒸后加压冷却使其变成液态便于储存。 2.壳牌渣油工艺流程：经输油泵送来的2.3兆帕渣油，由高压渣油泵加压至6.9兆帕送往油气化炉顶部烧嘴。由空分来的液氧经过气化成气态氧气，在与高压蒸汽混合送入气化炉，在炉内反应生成水煤气。从气化炉下部出来直接进入废热锅炉内五组盘管，管外为锅炉给水副产10兆帕的高压蒸汽，气体经过热量回收后经过气化节能器再回收一部分的热量后，进入激冷管出去气体中的炭黑，出激冷管分离器再经过锅炉给水预热器进入炭黑洗涤塔。由洗涤塔上部出来水煤气送往一氧化碳变换工段，脱除酸性气体，经过液氮洗后将氢氮比调制3:1合成气送往合成气压缩机。
化学工艺学课后题答案
化学工艺学课后题答案 化学工艺学是化学工程专业的核心课程之一，是化学工程领域 的重要学科，也是工科研究中较为抽象和复杂的一门学科。学习 化学工艺学需要掌握一定的数学和物理基础知识，以及化学反应、化学工艺流程、化学过程控制等方面的专业知识。在学习过程中，课后题是非常重要的一环，可以帮助学生巩固知识，提高运用能力。下面是化学工艺学课后题的详细解答。 1. 介绍乙烯的生产工艺流程并画出流程图。 答：乙烯的生产可以采用直接裂化法、间接裂化法、水合法、 四氯化钛法等。其中，直接裂化法是应用最广泛的一种生产工艺。其工艺流程如下图所示： 2. 简述乳液聚合的物理机理及实际应用。 答：乳液聚合是一种通过链延长反应将烯烃首先分散在水相中，然后引发并加速其溶于水相中的单体聚合过程，最终形成乳液颗 粒聚合物的工艺。其物理机理是在单体分散相中添加一种聚合物 分子，使其变得水溶性，然后通过增量聚合的方式将单体添加到 分散相中，最终得到高分子乳液。这种乳液聚合虽然需耗费大量 能量和纯化过程，但是具有高反应活性、收率高、适用于大规模
生产、产品质量一致等优点，因此在塑料、涂料、粘合剂、纺织 品等行业中得到广泛应用。 3. 什么是化工系统的动力学过程？ 答：化工系统的动力学过程指的是对化学反应和化学工艺过程 的动态响应特性的研究。动力学过程研究的对象一般是化学反应 速率、转化率、组成变化等指标随时间的变化规律，以及化工系 统和控制系统的稳定性、鲁棒性、控制响应特性等方面的性能。 动力学过程的研究对于优化化学工艺流程、提高产品质量、降低 生产成本等方面具有重要意义。 4. 原料的质量和数量是影响化工生产的两个基本因素，请列举 影响原料质量和数量的因素。 答：原料的质量和数量是影响化工生产的两个基本因素，影响 这两个因素的因素有很多，具体如下： （1）合理的原料选择和采购，根据产品质量、成本和生产工 艺选择合适的原料。 （2）原料的存储方式和环境，包括温度、湿度、气氛等因素。
化学工艺学第二版米镇涛答案
化学工艺学第二版米镇涛答案 一、填空题 1. 以高岭石为主要矿物的黏土叫膨润土。（×） 2. 粘土矿物是含水的硅酸盐矿物。（×）、 3. 粘土矿物的颗粒一般都大于２微米。（×） 4. 粘土就是一种含水铝硅酸盐矿物，就是地壳中不含长石类岩石经过长期 风化与地质促进作用而构成的。（√） 5. 膨润土是以水铝英石为主要成分的粘土，本身能吸附大量的水，吸水后 体积膨胀。（×） 6. 北方粘土不含有机物较多，不含游离石英和铁质较太少，因而可塑性不好，潮湿强度小。（√） 7. 高岭石，伊利石，叶蜡石，滑石，蒙脱石等矿物都属于粘土矿物。（×） 8. 膨润土具备低的可塑性，并且具备较小的收缩率，就是陶瓷工业常用的 优质粘土。（×） 9. 母岩风化后残留在原生地的粘土称为二次粘土。（×） 10. 天然粘土具备紧固的化学共同组成，存有紧固的熔点。（×） 11. 粘土－水系统具有一系列胶体化学性质的原因是因为粘土颗粒带电。（√） 12. 粘土的阳离子溶解与互换特性影响粘土本身的结构。（×） 13. 粘土的结合水量与粘土的阳离子交换容量成正比。（×） 14. 粘土胶团的电位与所溶解的阳离子电价成正比。（√） 15. 天然粘土不能用一个固定的化学式来表示，同时它也无一定的熔点。（√） 16. 高岭石，多水高岭石，蒙脱石都会因变硬而引致非常大的体积收缩。（×） 17. 云母不是粘土矿物，但水解后的水化云母具有粘土性质。（√） 18. 原生高岭土，融合性差，潮湿强度高，次生高岭土，融合性弱，潮湿强度小。（√） 19. 强可塑粘土的'用量多，容易获得水分疏散快，干燥快，以及脱模快的注浆泥浆。（×）
化工工艺学教案-精品课程
化工工艺学教案 第 1 次课 2 学时课目、课题绪论 教学目的和要求1、了解《化工工艺学》课程的发展、性质、地位和作用； 2、了解化学工业的发展史、范畴、分类和特点； 3、熟练掌握化工过程的物料衡算中的三个基本概念； 4、了解化学工艺学的发展方向和国内外化学工业发展的现状。 重点 难点 重点：化学工艺学的任务、特点以及三个基本概念：转化率、收率和选择性 教学内容教学方法教学手段师生互动时间分配板书设计教学内容： 一、本课程的性质、地位和内容……………………………………0.5学时 二、概述化学工业的发展，现状，分类……………………………0.5学时 三、概念、任务、三个基本概念……………………………………0.5学时 1、转化率 2、收率 3、选择性 四、化学工业的发展方向……………………………………………0.5学时 五、本课程的学习方法 教学方法、手段、师生互动： 板书采用总题双栏设计，左栏为主要内容，要求学生作笔记，右栏为课外补充的知识点以扩大信息量，重点难点突出用彩色笔书写。 作业布置课后阅读 主要参考资料1、黄仲九《化学工艺学概论》 2、林世雄《石油炼制工程》上册 3、廖巧丽、米镇涛《化学工艺学》 课后自我总结分析1、化工工艺课属于化工的专业课，是与实际紧密相连的课程，实际的经验十 分重要，可以让学生对该课充满兴趣，要用大量化工操作的实例吸引学生。 2、提出总体学习的要求和该课的学习方法，不能死记硬背，要活学活用。
教案（课时备课） 第 2 次课 2 学时课目、课题化工资源及其初步加工 教学目的和要求1、了解我国化学矿资源的分布、产量、特点与应用； 2、熟练掌握煤资源的来源、储藏量与加工方法； 3、掌握天然气资源的分类，现状分布与主要用途。 重点 难点 重点：煤化工的应用，现代新兴的煤资源加工方法。 教学内容教学方法教学手段师生互动时间分配板书设计教学内容： ξ2 化工资源及其初步加工……………………………………2学时 2-1 化学矿 1、分布与产量 2、用途与特点 2-2 煤资源 1、定义 2、分类特点 2-2 煤资源加工方法 2-3 天然气 天然气 干气、湿气 主要用途：用燃料（西气东输） 教学方法、手段、师生互动： 采用幻灯与板书相结合教学，重点难点用板书突出教学，课堂教师提问和学生自主提问的方式。 作业布置 作业：查资料，题目：我国天然气工程“西气东输”工程的进展报告（要求 3000字以上） 主要参考资料1、黄仲九《化学工艺学概论》 2、廖巧丽、米镇涛《化学工艺学》
化学工艺学复习题及答案
1、基本有机化学工业的任务是什么？ 指生产有机小分子化合物的工业部门。进行的主要反应有裂解、氧化还原、加氢-脱氢、水解-水合和羰基化等。产品有低级烯烃、醇、酸、脂和芳烃等 2、天然气中的甲烷化工利用主要有哪三条途径？ ●经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化学 品； ●经部分氧化制乙炔； ●直接制造化工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛。 3、催化裂化条件下，主要发生的化学反应？ ●烷烃的的裂解，产物以C3、C4和中等大小的分子居多 ●异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多； ●氢转移反应（即烯烃还原成饱和烃），使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少 ●聚合、缩合反应 4、催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类？ 六环环烷烃的脱氢；五元环烷烃异构化再脱氢；烷烃环化再脱氢；烷烃异构化；加氢裂化 5、加氢裂化过程发生的主要反应有哪些？ 加氢裂化是催化裂化技术的改进，在临氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。主要反应有加氢精制、加氢裂化。加氢精制，以除去原料中的硫、氮、氧等杂质，和二烯烃，以改善加氢裂化所得的油料的质量；加氢裂化，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油 6、基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些？ 焦化-气化-液化；热解-气化-发电；气化-合成-燃料；液化-燃料-气化；液化-加氢气化 7、什么叫烃类热裂解法？ 烃类热裂解：轻质烃类在高温（850°C）下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。 8、烷烃热裂解的一次反应主要有哪些？ 脱氢反应：R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2 断链反应：R-CH2-CH2-R’R-CH2=CH2+R’H 9简述在烷烃热裂解中，烷烃脱氢和断链难易的规律？ ●同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，固断链比脱氢容易 ●烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低 ●脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之 ●带支链的C-H键或C-C键，较直链的键能小 ●低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂比在分子链中央断裂容易，较大分子量的烷烃反之。 10、环烷烃热裂解的规律是什么？ 环烷烃热裂解易得芳烃，含环烷烃较多的原料，裂解产物中丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯较低，单环烷烃生成乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成C4以上烯烃、单环芳烃 11、芳烃热裂解的反应类型？ 芳烃不易裂解为烯烃，主要发生侧链断链脱Ｈ及脱H缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃，再转化为焦炭。固有：脱Ｈ缩合、断侧链反应，脱氢反应、开环脱氢。 12、简述各类烃类热裂解的规律？ 烷烃：正构烷烃最利于乙烯、丙烯的生成，且烯烃的分子量越小，总产率越高。异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃； 烯烃：大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯；烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃； 环烷烃：环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应； 芳烃：无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环
2019化学工艺学试卷及答案
精心整理化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有() A石油B汽油C乙烯D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指() A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指() A乙烯、丙烯、丁烯B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷B乙烯C丁烷D甲烷 5.化学工业的产品有() A钢铁B煤炭C酒精D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是() A石油B乙烯C苯乙烯D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是() A操作稳定安全B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为() A间歇式B连续式C半间歇式D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间B生产成本C催化剂的活性D生产能力 10.转化率指的是() A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（) A10μg/LB20mg/LC40μg/LD20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于B小于C相同D无法确定
化学工艺学课后习题答案
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：能显着地提高原料利用率，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
化学工艺学复习题及答案[1]
1、天然气中的甲烷化工利用主要有哪三条途径？ ●经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化学品； ●经部分氧化制乙炔； ●直接制造化工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛。 2、催化裂化条件下，主要发生的化学反应？ ●烷烃的的裂解，产物以C3、C4和中等大小的分子居多 ●异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多； ●氢转移反应（即烯烃还原成饱和烃），使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少 ●聚合、缩合反应 3、催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类？ 六环环烷烃的脱氢；五元环烷烃异构化再脱氢； 烷烃环化再脱氢；烷烃异构化；加氢裂化 4、加氢裂化过程发生的主要反应有哪些？ 加氢裂化是催化裂化技术的改进，在临氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。主要反应有加氢精制、加氢裂化。加氢精制，以除去原料中的硫、氮、氧等杂质，和二烯烃，以改善加氢裂化所得的油料的质量；加氢裂化，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油 5、基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些？ 焦化-气化-液化；热解-气化-发电；气化-合成-燃料；液化-燃料-气化；液化-加氢气化 6、什么叫烃类热裂解法？ 烃类热裂解：轻质烃类在高温（850°C）下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。 8、烷烃热裂解的一次反应主要有哪些？ 脱氢反应：R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2 断链反应：R-CH2-CH2-R’R-CH2=CH2+R’H 9简述在烷烃热裂解中，烷烃脱氢和断链难易的规律？ ●同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，固断链比脱氢容易 ●烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低 ●脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之 ●带支链的C-H键或C-C键，较直链的键能小 ●低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂比在分子链中央断裂容易，较大分子量的烷烃反之。 10、环烷烃热裂解的规律是什么？ 环烷烃热裂解易得芳烃，含环烷烃较多的原料，裂解产物中丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯较低，单环烷烃生成乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成C4以上烯烃、单环芳烃 11、芳烃热裂解的反应类型？ 芳烃不易裂解为烯烃，主要发生侧链断链脱Ｈ及脱H缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃，再转化为焦炭。固有：脱Ｈ缩合、断侧链反应，脱氢反应、开环脱氢。 12、简述各类烃类热裂解的规律？ 烷烃：正构烷烃最利于乙烯、丙烯的生成，且烯烃的分子量越小，总产率越高。异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃； 烯烃：大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯；烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃； 环烷烃：环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应； 芳烃：无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环芳烃，进而结焦 在高温下，烷烃和烯烃还会发生分解反应生成少量的碳。 13、烃类热裂解中二次反应有哪些？ 二次反应则是指一次反应产物继续发生的后继反应乙烯、丙烯消失，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应。 烃类的二次反应比一次反应更复杂，生成的高级烯烃还会进一步裂解成低级烯烃，低级烯烃相互聚合或缩合可转化为环烷烃、芳烃、稠环芳烃直至转化为焦。烯烃加氢转化为烷烃，脱氢变为二烯烃或炔烃；芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦；烷烃会进一步裂解成低级烷烃，最后转化为碳和氢。二次裂解的结果是一次反应所得的低级烯烃转化为用途不大的裂解产物，使低级烯烃收率明显降低。 16、什么是ＰＯＮＡ？ 族组成——PONA值 适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油 烷烃（paraffin) 烯烃（olefin) 环烷烃（naphthene) 芳烃（aromatics) ?烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高
化学工艺学试题答案
《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
(完整版)化学工艺学考试试卷2答案
阅卷须知：阅卷用红色墨水笔书写，得分用阿拉伯数字写在每小题题号前，用正分表示，不得分则在题号前写0；大题得分登录在对应题号前的得分栏内；统一命题的课程应集体阅卷，流水作业；阅卷后要进行复核，发现漏评、漏记或总分统计错误应及时更正；一、填空题（每空2分，共21分） 1、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。 2、化学工艺学是以过程为研究目的，是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过程中，以化工产品为目标的过程技术。 3、由反应方程式CH 4+H 2O=CO+3H 2表示的反应，常被称为 天然气蒸汽转化 反应。 4、由煤制合成气生产方法有：固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床连续式气化法、气流床连续式气化法。 5、具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发，称为催化自氧化。 6、烯烃甲酰化是指在双键两端的C 原子上分别加上一个氢 和一个甲酰基 制备多一个碳原子的醛或醇。 7、工业上氯乙烯的生产方法有乙炔法、联合法和烯炔法、平衡氧氯化法。
8、影响加氢反应的因素有 温度 、 压力 和 反应物中H 的用量 。 二、名词解释（每小题4分，共20分） 1 、转化率 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 表示错误!未找到引用源。； 2、族组成 PONA 值，适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油的化学特性 3、C 1化工 凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C 1化学，涉及C 1化学反应的工艺过程和技术称为C 1化工。 4、催化加氢 指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 5、选择性氧化 烃类及其衍生物中少量H 原子或C 与氧化剂发生作用，而其他H 和C 不与氧化剂反三、简答题（每小题5分，共35分） 1、裂解气进行预分离的目的和任务是什么？ 目的和任务：①经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。（1分）②裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷。（1分）③在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水排放量。（2分）④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。（1分） 2、简述芳烃馏分的分离方法 沸点接近形成共沸物，蒸馏法、溶剂萃取法。（3分） 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯用萃取蒸馏法（2分） 3、天然气-水蒸气转化法制合成气过程为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些方法较好？ 预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。（2分）脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。（3分） 4、非均相催化氧化的特点是什么？ 反应温度较高，有利于能量的回收和节能（1分）
化学工艺学试卷及答案
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1。化学工业的基础原料有（ ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2。化工生产中常用的“三酸二碱”是指（ ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5。化学工业的产品有( ） A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是（ ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ） A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8。进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为（）A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有( ） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10。转化率指的是（） A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10µg/L B 20mg/L C 40µg/L D 20µg/L 12。带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据. A大于 B小于 C相同 D无法确定 13。（ )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。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和( )集为一体的炉子. A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( ）组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
化学工艺学考试试卷1答案
阅卷须知：阅卷用红色墨水笔书写，得分用阿拉伯数字写在每小题题号前，用正分表示，不得分则在题号前写0；大题得分登录在对应题号前的得分栏内；统一命题的课程应集体阅卷，流水作业；阅卷后要进行复核，发现漏评、漏记或总分统计错误应及时更正；一、填空题（每空2分，共38分） 1、化学工艺是指将原料物质主要经过 化学反应 转变为产品的方法和过程。 2、化工过程的主要效率指标包括：生产能力、 生产强度 、 有效生产周期。 3、大部分烃类裂解过程包括链引发反应、链增长反应和链终止反应三个阶段。 4、 脱烷基化方法主要包括：烷基芳烃催化脱烷基、烷基芳烃催化氧化脱烷基、烷基芳烃加氢脱烷基、烷基苯水蒸气脱烷基。 5、合成气主要是CO 和H 2的混合物，制造合成气的原料有煤、天然气、石油馏分、城市垃圾、农林废料等。 6、催化加氢指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 7、均相催化氧化包括催化自氧化、络合催化氧化、烯烃的液相环氧化反应。 8、氯乙烯的生产方法有乙炔法 、联合法、烯炔法、平衡氧氯法。
二、名词解释（每小题4分，共16分） 1、煤气化：在高温下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂反应，转化成主要含H 、CO 等气体的过程。(4分) 2、关联指数:简称BMCI 。 用以表征柴油等重质馏分油中烃组分的结构特性。(4分) 3、空速：单位时间单位体积触媒通过的气体流量。(4分) 4、催化自氧化：具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发，称为催化自氧化。(4分) 三、简答题（每小题5分，共25分） 1、衡量裂解结果的指标有哪些？(答完整给5分，没给出解释给3分) 转化率（单程转化率、总转化率）=参加反应的原料量/通入反应器的原料量 (%) 产气率（一般小于C4的产物为气体）=气体产物总质量/原料质量 (%) 选择性=转化为目的产物的原料量/反应掉的原料量（mol%） 收率=转化为目的产物的原料量/通入反应器的原料量（mol%）（wt%） 2、简述什么是吸附分离法以及其优点。 利用固体吸附剂吸附二甲苯各异构体的能力不同进行的一种分离方法。（3分） 优点是：工艺过程简单、单程回收率高、生产成本低。（2分） 3、影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素有哪些，分别有什么影响？ 水碳比、体积、温度（3分） 水碳比越高，甲烷平衡含量越低。体积增大反应，低压有利。温度增加，甲烷平衡含量下降。（2分） 4、烃类选择性氧化过程的分类（答对一个给2分，答对二个给4分，全对给5分） 碳链不发生断裂的氧化反应 碳链发生断裂的氧化反应 氧化缩合反应 5、请画出以天然气为原料的合成氨生产过程方框流程图。
化学工艺学试卷及答案
化学工艺学试卷及答案
化学工艺学试卷(两套) 一、选择题(2分/题) 1 .化学工业的基础原料有() A 石油 B 汽油 C 乙烯口酒精 2 .化工生产中常用的“三酸二碱”是指() A 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3 .所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是 B 乙烯、丙烯、丁二烯 D 丙烯、丁二烯、戊烯 ) C 丁烷 D 甲烷 C 酒精 D 天然气 6 .反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是() A 石油 B 乙烯 C 苯乙烯口丁二烯 7 .在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是() A 操作稳定安全 B 一般年产量大于4500t 的产品 C 反应速率极慢的化学反应过程 D 工艺成熟 8 .进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为() A 间歇式B 连续式C 半间歇式D 不确定 9 .评价化工生产效果的常用指标有() A 停留时间 B 生产成本 C 催化剂的活性 D 生产能力 10 .转化率指的是() A 生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B 生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C 生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D 在催化剂作用下反应的收率 11 .电解工艺条件中应控制盐水中Ca 2+、Mg 2+等杂质总量小于() A10%/LB20mg/LC40%/LD20%/L 12 .带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据()总转化率 的统计数据。 A 大于 B 小于 C 相同 D 无法确定 13 .()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。 A 转化率B 选择性C 收率D 生产能力 14 .三合一石墨炉是将合成、吸收和()集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15 .转化率X 、选择性S 、收率Y 的关系是() 指() A 乙烯、丙烯、丁烯 C 乙烯、丙烯、戊烯 4 .天然气的主要成份是( A 乙烷 B 乙烯 5 .化学工业的产品有() A 钢铁 B 煤炭
化学工艺学题库及答案
化学工艺学习题 一、选择题(2分/题） 1。化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3。所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指（） A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4。天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有（ ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是（） A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时,下述几个理由不正确的是（） A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ）A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9。评价化工生产效果的常用指标有( ） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于( ) A 10µg/L B 20mg/L C 40µg/L D 20µg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据( ）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.( ）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. A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子. A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（ ) A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16。化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
化学工艺学第二版答案
化学工艺学第二版答案 【篇一：化学工艺学答案】 t>课后习题： 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。 补充习题： 1现代化学工业的特点是什么？ 2化学工艺学的研究范畴是什么 3简述石油化工原料乙烯的用途？ 4利用合成气可以合成哪些产品？ 5 ※习题二 课后习题： 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，主反应式为 （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。 1. 石油的主要组成是什么？常、减压蒸馏有哪几类？
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。常、减压蒸馏有三类：（1）燃料型（2）燃料—润滑油型（3）燃料—化工型 4. 石油的一次加工、二次加工介绍 答：石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。 石油的二次加工方法有：（1）催化重整催化重整的原料是石脑油， 催化重整装置能提供高辛烷值汽油，还为化纤、橡胶、塑料和精细 化工提供苯、甲苯、二甲苯等芳烃原料以及提供液化气和溶剂油， 并副产氢气。其催化剂是由活性组分（铂）、助催化剂和酸性载体（如经hcl处理的al2o3）组成。 （2）催化裂化原料是直馏柴油、重柴油、减压柴油或润滑油馏分， 甚至可以是渣油焦化制石油焦后的焦化馏分油。获得的产品是高质 量的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。催化剂 是过去采用硅酸铝催化剂，目前采用高活性的分子筛催化剂。 （3）催化加氢裂化加氢裂化的原料油可以是重柴油、减压柴油，甚 至减压渣油，另一原料是氢气。催化加氢裂化系指在催化剂存在及 高氢压下，加热重质油使其发生各类加氢和裂化反应，转变成航空 煤油、柴油、汽油（或重整原料）和气体等产品的加工过程。催化 剂分为两类，即ni、mo、w、co的非贵金属氧化物和pt、pd贵金 属氧化物，均用硅酸铝加分子筛或氧化铝为载体。非贵金属氧化物 催化剂要先进行还原活化才有活性。 （4）烃类热裂解烃类热裂解主要目的是为了制取乙烯和丙烯，同时 副产丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳烃及其他化工原料。热裂解的原料较优者是乙烷、丙烷和石脑油。 5.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。 6. 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 艺流程多彩用途是方法来表达，称为工艺流程图。 7. 进行工艺流程设计常用的三种方法是什么？ 答：三种方法是：推论分析法、功能分析法、形态分析法。 8. 浓度、温度、压力对化学平衡、反应速率的影响？
化学工艺学课后答案
化学工艺学课后答案Lt D
化学工艺学课后答案 【篇一：化学工艺学复习题及答案】 、氧化复原、加氢- 醇、酸、脂和芳烃等 ：①经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进 分氧化制乙炔；③直接制造化 工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各。 c3、c4和中等大小的分子居多②异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异，使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少④聚合、缩合反响 . -气化-液化；热解-气化-发电；气化-合成-燃料；液化-燃料-气化；液化-加氢气化 、丁二烯和 r-ch2-ch3←→r-ch=ch2+h2；断链反响：r-ch2-ch2-r’→ r-ch2=ch2+r’ h c-h键能大于c-c键能，固断链比脱氢容易②烷烃的相对稳定性随碳 c-h键或c-c键，较直链的键能小⑤低分子烷烃的c-c键在 c4以上烯烃、单环芳烃 h缩合反响。芳烃的一次反响中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳
成单烯烃的反响；芳烃：无烷基的芳烃根本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反响，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环芳烃， 芳烃直至转化为焦。烯烃加氢转化为烷烃，脱氢变为二烯烃或炔烃；芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦；烷烃会进一步裂解成低级烷烃， ——pona值；适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油；烷烃〔paraffin)烯烃〔olefin)环烷烃〔naphthene)；芳烃〔aromatics) ； 72.3、16.3、11,大庆石脑油那么为53、 43、4 25左右， :750-900℃,原料分子量越小，所需裂解温度越高，乙烷 生成，所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加.③压力对裂解反响的影响，从化学平衡角度分析〔压力只对脱氢反响有影响〕对一次反响： , 结论：低压有利于乙烯的生产. 18题。 -101℃〔高压法〕，使乙炔以上烷烃和烯烃冷凝为液体，与甲烷和氢气分开，c4 馏分分开，从而得到聚合级高纯乙烯和聚合级高纯丙烯。 〔lummus〕按c1、 c3加氢→丙烯塔→脱丁烷。②前脱乙烷流程〔linde法〕；压缩→脱乙烷→加氢→脱甲烷→乙烯塔→脱丙烷→丙烯塔→脱丁烷③前脱丙
化学工艺学试卷及答案
一、基础考试报考条件 凡中华人民共和国公民，遵守国家法律、法规，恪守职业道德；并具备以下条件之一者，可申请参加基础考试： - 一一取得本专业 （指化学工程与工艺、高分子材料与工程、 ----------------------------------------------------------------- 化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有（ ） A 石油 B 汽油 C 乙烯 口酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指（ ） A 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C 硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D 硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯 B 乙烯、丙烯、丁二烯 D 丙烯、丁二烯、戊烯 （） C 丁烷 D 甲烷 ） C 酒精 D 天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是（ ） A 石油 B 乙烯 C 苯乙烯 口丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是（ ） A 操作稳定安全 B 一般年产量大于4500t 的产品 C 反应速率极慢的化学反应过程 D 工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为 （ ） A 间歇式 B 连续式 C 半间歇式 D 不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A 停留时间 B 生产成本 C 催化剂的活性 D 生产能力 10 .转化率指的是（ ） A 生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B 生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C 生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D 在催化剂作用下反应的收率 11 .电解工艺条件中应控制盐水中Ca 2+、Mg 2+等杂质总量小于（） A 10%/L B 20mg/L C 40%/L D 20%/L 12 .带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（ ）总转化 率的统计数据。 A 大于 B 小于 C 相同 D 无法确定 13 .（ ）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。 A 转化率 B 选择性 C 收率 D 生产能力 14 .三合一石墨炉是将合成、吸收和（ ）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15 .转化率X 、选择性S 、收率Y 的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D 以上关系都不是 是指（ ） A 乙烯、丙烯、丁烯 C 乙烯、丙烯、戊烯 4.天然气的主要成份是 A 乙烷 B 乙烯 5.化学工业的产品有（ A 钢铁 B 煤炭