化学工艺学潘鸿章第三章习题
第三章 吸收习题
1.由本章表3-1知，在20℃和0.1013 MPa 下，CO2在水中的溶解度为0.878m3（标准）/ m3{ (H2O)。设CO2在水中溶解时符合亨利定律，所得溶液的密度近于1000kg ．m-3，试求溶解度系数、亨利系数和相平衡系数。若将含CO230%的混合气体在该条件下通入质量浓度为0.66 kg ．m-3的CO2水溶液中，问能否进行吸收？如果能，则在长时间通气后，溶液的最终浓度是多少？
解：（1）
（2）
答：略。
2．工业生产环氧乙烷时，需用水作吸收剂吸收反应器出来的混合气中的环氧乙烷。已知该气体含0.738%环氧乙烷，试计算100 kg 水能吸收多少千克的环氧乙烷。已知操作条件下，亨利系数为453.82 kPa 。 4
.22878.0/0389.01000444.22/878.010004.22/878.03≈=?+==m kmol V n c MPa m kmol p c H ?===3*/3850.01013.0039.03
/56.55181000m Kmol c T ==MPa H c E T 3.144385
.056.55===
5.14241013
.03.144===总P E m 3846.018/100044/66.044/66.05.1424*=+?
==mx y 发生解吸∴=3.0*y y 00021.05
.14243.0**===∴=m y x mx y
解：
答：略。
3. NH 3溶解于水为稀溶液时，符合亨利定律。拟在温度1 5℃时用水
吸收混合气体中的NH 3。，设备内压力为0.l MPa ，
H=640.7kmol.m -3.MPa -1,k y =0.28mol.m -2.s -1,k x =5.25mol.m-2.s-1 。求
吸收总传质系数Ky ，，液膜阻力、气膜阻力占总阻力的分数。
解：
液膜阻力：0.165/3.735=4.418%
气膜阻力：3.57/3.735=95.582%
答：略。
4.在0.1013 MPa 和一定的温度下，用水吸收含S()212%的混合气体以制备S()2水溶夜。吸收塔处理的气体流量为360 m3（标准），吸867.01.07.64056.55=?==HP C m T 73
5.3165.057.325.5867.028.0111=+=+=+=x y Y k m k K 268
.0=Y K 00743.000738.0100738.01111=-=-=y y Y 48.43.10182.453===总P E m 0016.0 1max 1==m Y X kg kmol LX q m 403.0440092.00092.000166.018100max 1=?==?=
=
收率?=96%。若在操作条件下S()2的溶解度系数为11.45 kmol.m-3.MPa-1，水的用量为最小用量的1.5倍，求实际水的用量及所得水溶液的浓度。
解：
5.在填料吸收塔内用清水逆流处理含丙酮6%的空气丙酮混合气体，要求丙酮的吸收率为98%。已知混合气体流量为1400C m3（标准）．H-1，体系的气液平衡关系可用Y=1. 68X 表示，经吸收后出塔液的丙酮摩尔比为0. 023 4，试求水用量、平均推动力?Ym 和气相传质单元数NOG 。
解：
%64.1312100121111=-=-=y y Y 21(1)=0.13641-0.96=0.005456Y Y η=-（）3316.8360(112%)=316.8/= 3.9/22.43600V m h mol s =-=?9.4745.111013.056.55=?==HP C m T 00285.09.471364.0 1max 1===m Y X ()00273.0)005456.01364.0(28.00039.02211=-=+-=X Y Y L V X s kmol X X Y Y V L /187.00-00285.0005456.0-1364.09.32*121min =?=--=s mol L L /280187.05.15.1min =?==14001-6%=0.0163/22.43600V kmol s =?（）0638.06
10061111=-=-=y y Y
答：略。
6.在温度27℃和压力0.1 MPa 下，用三乙醇胺水溶液吸收石油炼厂气中的H2S ，气体中H2S 的含量为0.03 kmol （H2S)／kmol （惰性气体）。通过吸收要求将90%H2S 除去，已知此物系的气液平衡关系为Y=2X ，塔顶吸收剂中不含H2S ，塔底H2S 的含量为0.013 kmol （H2S)／kmol (吸收剂)，进塔惰性气体的流量为40 kmol ．h -1，空塔气速为0.34m.s-1，Kya=0.036 kmol .m-3.s-1。求①塔的直径；②塔的平均推动力和传质单元数；③填料层高度。
解:①
② 21(1)=0.06381-0.98=0.00128
Y Y η=-（）s mol X X Y Y V L /6.430-0234.000128.0-0638.00163.02121==--=）（2121ln Y Y Y Y Y m ???-?=?00787.000128.00393.00638.0ln 00128.0)0393.00638.0(ln )()(*22*11*22*11=---=-----=Y Y Y Y Y Y Y Y 0393.00234.068.111=?==*mx Y 94.700787
.000128.00638.021=-=?-=m OG Y Y Y
N 2 1.0344v q D u D m π=?∴===33640(10.03)108.3143000.2854/36000.110v nRT q m s P +???===??1=0.03Y ，21(1)=0.031-0.90=0.003
Y Y η=-（）026
.0013.0211=?==*mX Y 02=*Y 0035.0003.0026.003.0ln 03.0)026.003.0(ln 2
121=---=???-?=?Y Y Y Y Y m
③
答：略。 7．拟在填料层高度为11 m 的吸收塔内用清水逆流处理含溶质4%的混合气体，要求吸收率为98%.混合气体人搭流量为0.04 kmol.m-2.s-1，吸收剂流量为0. 046 kmol.m-2.s-1。已知
操作条件下气液平衡关系为y=0.8x ，气相总体积传质系数K y a =0. 071 kmol ．m -3.s -1，问该塔能否满足要求？
解：
714.70035
.0003.003.021=-=?-=m OG Y Y Y N m aS K V
H Y OG
3677.0)034.14/036.03600402=??==π（m
N H H O G O G 84.23677.0714.7=?==0417.0410041111=-=-=y y Y 21(1)=0.04171-0.98=0.00834Y Y η=-（）()034.0046.098.0417.004.0-104.02211=??=+-=）（X Y Y L V X 027.0034.08.011=?=≈*mX Y 0048.0000834.0027.00417.0ln 000834.0)027.00417.0(ln 2121=---=???-?=?Y Y Y Y Y m 51.80048.0000834.00471.021=-=?-=m OG Y Y Y N m aS K V H Y OG 541.0071.004.0-140.0===
）（
答：略。 m m N H H O G O G 116.4541.051.8 =?==
弹性力学-第三章-应变状态分析
第三章应变状态分析知识点 位移与变形 正应变 纯变形位移与刚性转动位移 应变分量坐标转轴公式主应变齐次方程组 体积应变 变形协调方程 变形协调方程证明变形与应变分量 切应变 几何方程与应变张量 位移增量的分解 应变张量 应变状态特征方程 变形协调的物理意义 变形协调方程的数学意义多连域的变形协调 一、内容介绍 本章讨论弹性体的变形，物体的变形是通过应变分量确定的。因此，首先确定位移与应变分量的基本关系－几何方程。由于应变分量和刚体转动都是通过位移导数表达的，因此必须确定刚体转动位移与纯变形位移的关系，才能完全确定一点的变形。 对于一点的应变分量，在不同坐标系中是不同的。因此，应变状态分析主要是讨论不同坐标轴的应变分量变化关系。这个关系就是应变分量的转轴公式；根据转轴公式，可以确定一点的主应变和应变主轴等。当然，由于应变分量满足二阶张量变化规律，因此具体求解可以参考应力状态分析。 应该注意的问题是变形协调条件，就是位移的单值连续性质。假如位移函数不是基本未知量，由于弹性力学是从微分单元体入手讨论的，因此变形后的微分单元体也必须满足连续性条件。这在数学上，就是应变分量必须满足变形协调方程。在弹性体的位移边界，则必须满足位移边界条件。 二、重点 1、应变状态的定义：正应变与切应变；应变分量与应变张量； 2、几 何方程与刚体转动；3、应变状态分析和应变分量转轴公式；4、应变 状态特征方程和应变不变量；主应变与应变主轴；5、变形协调方程 与位移边界条件。
§3.1 位移分量与应变分量几何方程 学习思路: 由于载荷的作用或者温度的变化，物体内各点在空间的位置将发生变化，就是产生位移。这一移动过程，弹性体将同时发生两种可能的变化：刚体位移和变形位移。变形位移是与弹性体的应力有着直接的关系。 弹性体的变形通过微分六面体单元描述，微分单元体的变形分为两个部分，一是微分单元体棱边的伸长和缩短；二是棱边之间夹角的变化，分别使用正应变和切应变表示这两种变形的。 由于是小变形问题，单元变形可以投影于坐标平面分析。根据正应变和切应变定义，不难得到应变与位移的关系－几何方程，或者称为柯西方程。 几何方程给出的应变通常称为工程应变。几何方程可以表示为张量形式，应该注意的是，正应变与对应应变张量分量相等；而切应变等于对应的应变张量分量的两倍。 几何方程给出了位移分量和应变分量之间的关系。 学习要点： 1、位移函数； 2、变形与应变分量； 3、正应变表达式； 4、切应 变分量；5、几何方程与应变张量。 1、位移函数 由于载荷作用或者温度变化等外界因素等影响，物体内各点在空间的位置将发生变化，即产生位移。这个移动过程，弹性体将可能同时发生两种位移变化。 第一种位移是位置的改变，但是物体内部各个点仍然保持初始状态的相对位置不变，这种位移是物体在空间做刚体运动引起的，因此称为刚体位移。 第二种位移是弹性体形状的变化，位移发生时不仅改变物体的绝对位置，而且改变了物体内部各个点的相对位置，这是物体形状变化引起的位移，称为变形。 一般来说，刚体位移和变形是同时出现的。当然，对于弹性力学，主要是研究变形，因为变形和弹性体的应力有着直接的关系。 根据连续性假设，弹性体在变形前和变形后仍保持为连续体。那么弹性体中某点在变形过程中由M（x，y，z）移动至M'（x'，y'，z'），这一过程也将是连
化学工艺学习题及解答
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。
化学工艺学课后习题及答案
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
化学工艺学课后习题及答案
化学工艺学课后习题及答案 可能用到的相对原子质量: Na-23 Al-27 Si-27 O-16 C-12 H-1 Cl-35.5 第一部分选择题（共20分） 第1题—第10题，每小题只有一个选项符合题意。每小题1分，共10分。 1．物质在不断的运动变化，属于物理变化的是 A．冰雪消融B．大米酿酒C．木柴燃烧D．铁钉生锈 2．下列物质的用途中，利用其物理性质的是 A．氧气用于切割金属B．干冰用于人工降雨 C．铁粉用作食品双吸剂D．小苏打用于治疗胃酸过多 3．下列生活用品是用金属材料制作而成的是 A．陶瓷杯B．不锈钢碗C．塑料盆D．玻璃茶壶 4．下图是初中化学常见的几个实验操作，其中错误的是 A．除去H2中的CO2 B．稀释浓硫酸C．点燃酒精灯D．检查装置的气密性5．下列有关实验现象的描述，正确的是 A．木炭在氧气中燃烧产生大量白烟B．蛋白质遇浓硝酸变黄 C．铁丝在空气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体 D．打开装有浓硫酸的试剂瓶盖，一会儿瓶口会产生白雾 6．近期中央电视台播出的《舌尖上的中国》很受观众欢迎，该节目主要介绍中国的美食及其制作方法。“饮食健康”是人们普遍的生活追求，下列说法正确的是 A．用甲醛浸泡海产品B．在果汁中加入“塑化剂”使其口感更好C．在煲好的鸡汤中放入适当的加碘食盐D．用聚氯乙烯做食物保鲜膜 7．根据你的生活经验和所学的化学知识，判断下列做法（或说法）不正确的是 A．油锅着火时，迅速盖上锅盖B．用钢丝球洗刷铝制炊具 C．铵态氮肥不能与草木灰混合施用D．使用可降解塑料，可减少“白色污染”8．2013年1月16日央视《焦点访谈》的题目为“PM2.5 你了解吗”，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，是形成灰霾天气的最大元凶。下列做法对PM2.5的治理不能起到积极作用的是 A．建筑工地经常洒水降尘B．露天焚烧伪劣产品 C．香烟烟雾颗粒的直径大多在0.1至1.0微米，提倡不吸或少吸烟 D．加强工业废气和汽车尾气的净化处理 9．小华到水族馆参观时了解到：一些观赏鱼是从其他地方空运来的，而且必须密封。为了解决鱼的吸氧问题，可在水中加入一种叫做过氧化钙（化学式：CaO2）的制氧剂，它与水反应后的生成物可能是 A．CaO和O2 B．CaCO3和H2 C．Ca(OH)2和O2 D．CaCl2和O2 10．右图为甲乙两物质的溶解度曲线，下列说法正确的是 A．甲的溶解度大于乙的溶解度 B．t1℃时，甲、乙两物质饱和溶液中溶质的质量分数均为15% C．要使接近饱和的乙溶液转化为饱和溶液，可以采用蒸发溶剂的方法 D．t2℃时，将50克甲物质放入100克水中，得到溶液的质量为150克 第11题—第15题，每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案包括两个选项，只选一个且正确得1分；多选、错选得0分；每小题2分，共10分。 11．“黄金有价、玉无价”，某一种玉石的主要成份是NaAlSi2O6，关于NaAlSi2O6的说法正确的是
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
化学工艺学习题及解答
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，石油化工将逐步萎缩，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，投资和生产成本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石油化工，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。 随着缩合和叠合作用持续地进行下去，结果形成不同煤化程度的烟煤。如长焰煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。处于焦煤阶段的煤，由于缩合和叠合程度适宜，煤的粘结性好，适合用作炼焦原料。由烟煤演变成的无烟煤，分子叠合程度进一步加深，H、O含量进一步减少，凝胶化组份和稳定组分明显减少，这种煤适合做民用燃料和煤气化燃料，在化工上的应用也不如烟煤重要。 煤化程度演变到石墨阶段，煤分子中H、O已消失，分子排列正规，用加热的方法已不能将其分解，物理、化学性质已同普通煤有相当大的区别，似乎已是另类物质，故不将它列为煤的一个品种。 3-1 氧化反应有哪些特点？这些特点与工艺流程的组织有什么?具体的联系？ 答：氧化反应的共同特点有：1属强放热反应；2反映途径多样化，副产品品种多；3生成CO2和水的倾向性（即深度氧化）大。 在工艺流程中须考虑热量的回收和合理利用，在设备的选用时，须考虑反应热的及时携出问题。由于生成的主、副产物品种多，含量不高（或集中度差），在工艺流程中须考虑产物的分离次序。分离设备的选用或设计时要考虑是否能达到分离要求的问题。为减少CO2和水的生成，选择氧化剂和氧化催化剂相当重要，并在工艺流程组织重要考虑氧化剂和氧化催化剂的循环及回收利用问题，为减少深度氧化反应的发生，适时中止氧化反应相当重要，为此，在工艺流程中须设置中止氧化反应的设备，如急冷器等。 3-2 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，为什么要在不同温度条件下分段进行？ 答: 在二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应中，反应热力学和反应动力学之间存在矛盾，即为达到高转化率，希望反应在较低温度下进行。为加快反应速率，希望反应在较高温度下进行，在实际生产中，为兼顾资源利用、环境保护及企业生产能力，常将反应分段进行。首先利用SO2初始浓度高，传质推动力大的优势。在较低温度下快速将反应转化率提升至70%-75%，然后快速升温至较高反应温度，在此利用反应动力学优势，快速将反应转化率提升至85%-90%。进入第三阶段后，反应又在较低温度下进行，利用反应热力学优势，将转化率再次提至97%-98%。由于提升幅度不大，花费的时间也不会很多。这种反应顺序的安排，既照顾了反应转化率，又兼顾了反应速率。但若追求高转化率（如达到99.5%），反应需在更低的温度下进行，花费时间长，将严重影响到企业的生产能力，此时需采用本教科书上介绍的“二转二吸”工艺才行。 3-4 简述环氧乙烷生产中车间的安全问题。 答：环氧乙烷生产车间采用的原料（以西）和产品（EO）都是易燃易爆物料，运输和储存中，管路、容器和反应器都不准有溢流现象发生；车间动力线路采用暗线埋设，设备采用防爆电机驱动，设备之间排列顺序和间距要符合国家安全要求，不能用铁器击打设备和管道，不穿有铁钉的鞋子。各工段之间的间距也符合国家安全要求。乙烯-氧气混和器，氧化反应器的设计和制造要规范，严格符合工艺和安全要求，以避免混合器爆炸、氧化器“飞温”和“尾烧”等事故发生。车间设置安全通道，配置灭火等消防设施。 3-5 丙烯腈反应器改进的方向以及目前遇到的困难 答：目前广泛采用的Sohio细粒子湍流床反应器比固定床反应器优越，但实际操作与反应原理之间存在不小的矛盾。从氧化-还原机理及丙烯氨氧化的特性来看，要求床层下部处于低氧烯比状态，在获得一定转化率（如80%）的同时，提高反应的
应用弹性力学教程第三章
第三章薄壁结构的构造与传力——板与壳3．1 飞机薄壁结构所承受的载荷 3．2 结构元件的功用 ·现代飞机结构是由蒙皮、横向加强件、纵向加强件组成的薄壁结构。他们中绝大多数用金属材料制成。近年来部分结构元件开始采用复合材料，包括金属基和陶瓷基复合材料。
·飞机结构的主要功用是支撑和传递飞机在使用中所遇到的载荷，提供最佳的气动外形，以及保障乘员、有效载重等免遭飞行和着路时所处外部环境条件的危害。 ·无论是机翼尾翼还是机身都可看作是蒙皮外壳+纵横加强元件组成： 每种元件在承力和传力过程中都有其各自独有的作用，实际人员可根据不同的传力方案来进行薄壁结构的不同布局。 （一） 机翼 机翼结构由蒙皮、翼肋、翼梁以及长桁等组成，如图3.1所示。 机翼支承在机身上，机身一侧的半个机翼?? ?比）像一根悬臂板（小展弦比）像一根悬臂梁（大展弦 机翼上的???? ? ????? ???????→?????????? ???????→→???????传到机身支承端 翼梁腹板剪流蒙皮剪流通过剪切扭转来承受蒙皮正应力翼梁腹板正应力翼梁突缘轴力长桁轴力由弯曲机翼上发生外挂载荷等油箱载荷起落架载荷气动力
?? ?? ?? ?? ? →?? ?→???? ???????→?? ?? ??????????→?翼梁腹板剪流 翼梁气动力蒙皮剪流翼肋腹板剪流翼肋气动力长桁气动力 拉伸剪切弯曲蒙皮气动力转变通过蒙皮 注意：（1）长桁支撑在翼肋上，就像一根具有多支点（即翼肋支点）的连续梁，将其上的空气动力转变为支点上的集中力而作用在翼肋上； （2）翼肋上的空气动力，加上长桁传来的集中力，通过翼肋本身的受力， 而以剪流形式传给蒙皮和翼梁腹板。 （二） 蒙皮 机翼蒙皮的主要作用是形成飞机结构光滑而密闭的表面，产生、支承并传递不均匀分布的空气动力。机翼之所以能成为飞机的主要升力面，就由于它能产生这种不均匀分布的空气动力(图 3.3和图3.4)。 蒙皮具有较强的抗拉能力。但是，薄的蒙皮却缺乏较高的抗压和抗剪能力。蒙皮愈薄，愈容易在受压和受剪时失去稳定性而发生屈曲。
化工工艺学 第三章 机械分离
第三章机械分离 本章学习指导 1．本章学习目的 通过本章学习能够利用流体力学原理实现非均相物系分离（包括沉降分离和过滤分离），掌握过程的基本原理、过程和设备的计算及分离设备的选型。 建立固体流态化的基本概念。 2．本章重点掌握的内容 （1）沉降分离（包括重力沉降和离心沉降）的原理、过程计算和旋风分离器的选型。 （2）过滤操作的原理、过滤基本方程式推导的思路，恒压过滤的计算、过滤常数的测定。 （3）用数学模型法规划实验的研究方法。 本章应掌握的内容 （1）颗粒及颗粒床层特性 （2）悬浮液的沉降分离设备 本章一般了解的内容 （1）离心机的类型与应用场合 （2）固体流态化现象（包括气力输送） 3．本章学习中应注意的问题 本章从理论上讨论颗粒与流体间相对运动问题，其中包括颗粒相对于流体的运动（沉降和流态化）、流体通过颗粒床层的流动（过滤），并借此实现非均相物系分离、固体流态化技术及固体颗粒的气力输送等工业过程。学习过程中要能够将流体力学的基本原理用于处理绕流和流体通过颗粒床层流动等复杂工程问题，即注意学习对复杂的工程问题进行简化处理的思路和方法。 4．本章教学的学时数分配 知识点3-1 授课学时数1 自学学时数2 知识点3-2 授课学时数3 自学学时数6 知识点3-3 授课学时数3 自学学时数6 知识点3-4 授课学时数1 自学学时数2 参考书籍 （1）柴诚敬，张国亮.化工流体流动与传热.北京:化学工业出版社,2000 （2）陈维枢主编.传递过程与单元操作.上册.浙江:浙江大学出版社,1993 （3）陈敏恒等,化工原理(上册).北京:化学工业出版社,1999 （4）机械工程手册编辑委员会.机械工程手册(第二版),通用设备卷.北京:机械工业出版社,1997 （5）大连理工大学化工原理教研室.化工原理,上册.辽宁:大连理工大学出版社,1993 （6）时钧等.化学工程手册,上卷.2版.北京:化学工业出版社,1996 （7）McCabe W. L. and Smith. J. C. Unit Operations of Chemical Engineering. 5th. ed. New York: McGraw Hill,1993 （8）Foust A. S. and Wenzel. L.
化学工艺学课后标准答案
化学工艺学课后答案 【篇一：化学工艺学复习题及答案】 、氧化还原、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、缩合反应 . -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；断链反应：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缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳
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, 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(par ａfｆin)烯烃(olefin)环烷烃(nａphｔhenｅ)；芳烃(ａrｏmatics) ； 72.3、1６.３、11,大庆石脑油则为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 解反应的影响，从化学平衡角度分析（压力只对脱氢反应有影响） 对一次反应: , 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
化学工艺学潘鸿章版课后习题答案
第一章流体流动过程与输送机械习题 1.A地某化工厂的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为610 mmHg，设备移至异地B操作时，若要求塔内维持相同的操作压强，真空表读数有何变化？（ A 地平均大气压强为640 mmHg ，B地平均大气压强为760 mmHg） 解.A地. P真A P A P绝640-P绝610 P色30mmHg B 地. P真B P B P绝760-30 730mmHg 2.在稳态流动系统中，水连续的由粗到细流经一个变径管路，粗管内径是细管的两倍，求细管内水的流速是粗管内的几倍。 解：稳态流动 q vi q v2 Aw V2A2 也dt 22 4 V2 d i212 4. 如图所示，一高位水池内径D为1.5 m （有效），池底连? 144mm x 4mm的 排水管，管路长330 m、总损失压头为6m求管路出水口的体积流量。 解：取出口管中心线为基准面，取高位水池1-1截面，管路出口处2-2截面。
乙 2 V1 P1 h e Z2 2 V2 P2 h h f 2g g 2 2g g 6.2 0 0 0 0 V2 0 6 v 2 1.98m/s 2g 3 2 3 3 q v v2A2 1.98 — (144 8) 10 30.0287m3/s 103.32m3/h 4 5. 如图所示，有一连续稳态流动管路系统，粗管截面积为细管截面积的5倍，在管路系统中去1、2、3、4、5五个截面（如图所示），1点截面处的平均流速为 1 m?s1，表压强为120KPa，泵的压头为8m,输送的液体密度为1000 kg?m 3，试计算： （1）若不考虑管路阻力损失，求各点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。（2）若整个管路阻力所产生的压强降为2m液柱，求5点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。 解：以地面为基准面（或以泵中心线为基准面都可以） （1 ）由1-1截面可知 2 v1p1 1 （120 100） Z1- L 1 1 0.05 22 23.05m
化学工艺学1~5章部分课后习题详解..
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。在化工生产中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：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
弹性力学简明教程 课后习题答案
《弹性力学简明教程》 习题提示和参考答案 第二章习题的提示与答案 2－1 是 2－2 是 2－3 按习题2－1分析。 2－4 按习题2－2分析。 2－5 在的条件中，将出现2、3阶微量。当略去3阶微量后，得出的切应力互等定理完全相同。 2－6 同上题。在平面问题中，考虑到3阶微量的精度时，所得出的平衡微分方程都相同。其区别只是在3阶微量（即更高阶微量）上，可以略去不计。 2－7 应用的基本假定是：平衡微分方程和几何方程─连续性和小变形，物理方程─理想弹性体。 2－8 在大边界上，应分别列出两个精确的边界条件；在小边界（即次要边界）上，按照圣维南原理可列出3个积分的近似边界条件来代替。 2－9 在小边界OA边上，对于图2－15（a）、（b）问题的三个积分边界条件相同，因此，这两个问题为静力等效。 2－10 参见本章小结。 2－11 参见本章小结。 2－12 参见本章小结。 2－13 注意按应力求解时，在单连体中应力分量必须满足 （1）平衡微分方程， （2）相容方程， （3）应力边界条件（假设)。 2－14 见教科书。 2－15 见教科书。 2－16 见教科书。 2－17 取 它们均满足平衡微分方程，相容方程及x=0和的应力边界条件，因此，它们是该问题的正确解答。 2－18 见教科书。 2－19 提示：求出任一点的位移分量和，及转动量，再令,便可得出。 第三章习题的提示与答案 3－1 本题属于逆解法，已经给出了应力函数，可按逆解法步骤求解： （1）校核相容条件是否满足， （2）求应力， （3）推求出每一边上的面力从而得出这个应力函数所能解决的问题。
3－2 用逆解法求解。由于本题中l>>h, x=0,l 属于次要边界（小边界），可将小边界上的面力化为主矢量和主矩表示。 3－3 见3-1例题。 3－4 本题也属于逆解法的问题。首先校核是否满足相容方程。再由求出应力后，并求对应的面力。本题的应力解答如习题3-10所示。应力对应的面力是： 主要边界： 所以在边界上无剪切面力作用。下边界无法向面力；上边界有向下的法向面力q。 次要边界： x=0面上无剪切面力作用；但其主矢量和主矩在x=0 面上均为零。 因此，本题可解决如习题3-10所示的问题。 3－5 按半逆解法步骤求解。 （1）可假设 （2）可推出 （3）代入相容方程可解出f、，得到 （4）由求应力。 （5）主要边界x=0,b上的条件为 次要边界y=0上，可应用圣维南原理，三个积分边界条件为 读者也可以按或的假设进行计算。 3－6 本题已给出了应力函数，应首先校核相容方程是否满足，然后再求应力，并考察边界条件。在各有两个应精确满足的边界条件，即 而在次要边界y=0 上，已满足，而的条件不可能精确满足（否则只有A=B=0， 使本题无解），可用积分条件代替： 3－7 见例题2。 3－8 同样，在的边界上，应考虑应用一般的应力边界条件(2-15)。
化学工艺学-潘鸿章版课后习题标准答案
第一章流体流动过程与输送机械习题 １.A 地某化工厂的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为6１０mmHg ,设备移至异地B 操作时，若要求塔内维持相同的操作压强，真空表读数有何变化?(A 地平均大气压强为6４0mmHg ，B 地平均大气压强为7６０mmHg ） 解：A 地: B 地: 2.在稳态流动系统中,水连续的由粗到细流经一个变径管路,粗管内径是细管的两倍，求细管内水的流速是粗管内的几倍。 解：稳态流动 4.如图所示，一高位水池内径D 为1．5m （有效)，池底连φ144mm ×4ｍm 的排水管,管路长330m 、,总损失压头为６m 求管路出水口的体积流量。 解：取出口管中心线为基准面，取高位水池1-1截面，管路出口处２-２截面。 s m v g h g p g v Z h g p g v Z v f e /98.160200002.62222 222221211=∴+++ =++++++=+++∑ρρ[]h m s m A v q v /32.103/0287.010)8144(498.1332322==?-?==-πmmHg P P P P P A A 30610-640=∴==-=绝绝绝真mmHg P P P B B 73003-760==-=绝真41 222 212221221121v ====∴=d d v v A v v A q q v
５.如图所示,有一连续稳态流动管路系统，粗管截面积为细管截面积的5倍,在管路系统中去１、2、3、４、5五个截面(如图所示），1点截面处的平均流速为11m s -?,表压强为120KPa,泵的压头为8m ,输送的液体密度为1０003kg m -?，试计算: （１）若不考虑管路阻力损失，求各点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。 （2）若整个管路阻力所产生的压强降为２m 液柱,求5点截面的位压头、静压头、动压头和总压头。 解:以地面为基准面（或以泵中心线为基准面都可以) (1）由1-1截面可知 2-2截面 ３-3截面 m g g g p g v Z 05.232205.0110012021121211=++=+++=++ρρ）（m h g p g v Z He g p g v Z f 05.313005.012222 221211=++=∑+++=+++ρρ2 3223335,1v v A v A v m Z =∴==2232325250.05 1.25,2231.05,31.5 1.25128.8v v m g g m p m g ρ==?===--=总压头
化学工艺学
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
化学工艺学课后习题与答案
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%N 2、4.2%O 2、9.4%CO 2。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：CH 4 + 2O 2 CO2 + 2H 2O
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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CaT、Mg+等杂质总量小于（） A 10 卩g/L B 20mg/L C 40 卩g/L D 20 卩g/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收率丫的关系是（）