化工工藝復習題

1、化工工藝學復習題、簡答題:1 .氧化鋅脫硫的工作原理是什么？其脫硫過程如何？原理：氧化鋅法可脫除無機硫和有機硫，主要脫除無機硫，使硫含量0.1X10-6OZnO(s)H2s(g)=ZnS(s)H2O(g)79kJ/molZnO(s)C2H5sH(g)=ZnS(s)C2H50H(g)ZnO(s)CH3SCH3(g)=ZnS(s)C2H4(g)H2O(g)CS24H2=H2sCH4(6分)脫硫過程：氧化鋅脫硫就是HS氣體在固體ZnO上進行反應，生成H2O進入氣相，ZnS則沉積在ZnO固體表面上。需要將氧化鋅脫硫劑都做成高孔率的小顆粒以增大反應和沉積面積，反應速度主要是內(nèi)擴散控制。2 .描述由NH和

2、CO合成尿素的化學反應過程與相態(tài)。答：目前，工業(yè)合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反應合成的，屬于有氣相存在的液相反應，如下圖所示。反應被認為分兩步進行：汽相NHsCOz取0511n2NH$+C()2NHaCOONIbCO(Nlh)a1IhO灌相2)2C0(NH2)2+IhO2NH3(l)CO2(l)NH2cOONH4(l)86.93kJ.mol1NH2cOONH4(l)NH2CONH2(l)H2O(l)28.45kJ.mol1副反應：2NH2CONH2Q)NH2CONHCONH2(l)NH3(g)NH2CONH2(l)H2O(l)2NH3(g)CO2(g)(5分)控制副反應措施：在尿

3、素生產(chǎn)過程中的副反應主要有尿素縮合反應和水解反應，它們存在于整個尿素的分離純化過程中。溫度越高，副反應速度越快；時間越長，被消耗的尿素越多。當溫度在60c以下時，尿素水解緩慢；溫度到100C時尿素水解速度明顯加快；溫度在145C以上時，水解速度劇增。尿素濃度低時，水解率大。氨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。7 .簡述氨堿法制純堿的生產(chǎn)原理(主要反應和生產(chǎn)過程)。氨堿法制備純堿是以氯化鈉(NaCl)和碳酸鈣(CaCO)為原料。CaC03COz+CbOCaO+HaO*Cft(OH)s(原料(一NFh+HaCl+CO?+HX)*NaHCOiUOiCl*仁品)(國產(chǎn)品)+NuuC

4、03+JI?02NhCHCa(OIIa-ZNHsICiiCls+H?O生產(chǎn)過程：碳酸鈣經(jīng)過焙燒產(chǎn)生CO和CaOCO與NH在NaCl水溶液中沉淀出碳酸氫鈉(NaHCG);NaHCO再經(jīng)焙燒制得純堿(NazCO);副產(chǎn)CaO經(jīng)水合、NH4C1反應制得氯化鈣；釋放的NH31環(huán)禾1J用，再與NaCl和CO制備NaHCO。8 .氨堿法制純堿的主要原料有哪些？制堿過程的主要反應有哪些？主要副產(chǎn)物是什么？氨堿法制備純堿是以氯化鈉(NaCl)和碳酸鈣(CaCO)為原料。CaCOaCOz+Cat)CaO+H2O-*Ca(OHh(原料廣NHs4NaCl+CO2tH2O-*N&HCO”卜NH.C1A*(產(chǎn)品】副產(chǎn)附

5、2HiiHCO3卜Na+CO小1IX)1Ca(OH)?-lCnCl?+H2O主要副產(chǎn)物：氨，氯化鈣9 .簡述煤的液化-費托法合成原理，所用催化劑以及主要有哪些工藝？CO+H2-(CH)n+H2OCO+H2O-CO2+H2目前工業(yè)上主要用鐵催化劑。主要的合成工藝：Arge固定床合成液體燃料的工藝Synthol氣流床合成工藝MFT法合成液體燃料的工藝其他合成工藝10 .簡述聚合反應中以本體聚合和溶液聚合的聚合機理和產(chǎn)品特性。遵循自由基聚合一般規(guī)律，提高速率的因素往往使分子量下降。本體聚合：單體本身加少量引發(fā)劑(甚至不加)的聚合。溶液聚合：單體和引發(fā)劑溶于適當溶劑中的聚合。本體聚合散熱難，自加速顯著

6、?？芍瓢宀?；產(chǎn)品特性：純度高，分子量分布寬。溶液聚合散熱易，反應平穩(wěn)，產(chǎn)物宜直接使用。產(chǎn)品特性：純度、分子量較低。、圖形分析題1、2、3區(qū)主要析出那些晶1.從干鹽相圖分析，為什么在P1點NaHCO勺結晶析出最多?體？NiHCO,(mNH.H8.IIkNH；111蒯朝4020N.口NH.CKB)答案：IP2、P2H、P2P1、Pim、P1IV為飽和線；P1點可析出三種結晶。氨鹽水碳酸化后的組成在AC線上。如果只需析出NaHCO酎，組成應R-S線內(nèi)，超過S析出NH4HCO知過R析出NaCL如果總組成在X點，T點為飽和溶液，結晶與溶液比為TX:XD,比值越大，析出結晶越多?？梢奝1點操作最好。1,2

7、,3區(qū)為NaHCONHHCQNHCl的析出區(qū)；2.從干鹽相圖分析，1、2、3區(qū)主要析出那些晶體？如何控制操作點的位置。升高溫度對最佳操作點P1、Na利用率和NaHCO吉晶有什么影響？答案：1,2,3區(qū)為NaHCONHHCQNHCl的析出區(qū)；析出NaHCO寸P1點鈉利用率最高。若操作點向P2方向移動，鈉利用率降低（溶液中Na+增加，最終被洗掉）,氨利用率提高（溶液中NH44M?。?。因為實際生產(chǎn)中氨被蒸出是循環(huán)利用的，所以應主要考慮鈉利用率，操作點要盡量靠近P1點。溫度升高，氨鹽水中的NH3減小，飽和線P1C向右移動（但NaHCOB溶液中的溶解度變化不大）；P1點向右上移動，溶液的碳酸化度增加；均

8、可析出等多的NaHCO結晶，鈉利用率增大，氨利用率降低。在生產(chǎn)條件下，一般為了得到NaHCONaCl濃度不變，采取較高溫度進行碳酸化。碳酸化后降低溫度可減少其溶解度，相應提高鈉利用率。3.PVC懸浮法的生產(chǎn)流程如下圖:VCM寫出圖中編號1-11的設備名稱。答：1計量泵；2過濾器；3聚合釜；4循環(huán)水泵；5出料槽；6樹脂過濾器;7漿料泵；8汽提塔；9漿料泵；10漿料冷卻器；11混料槽4.根據(jù)下圖敘述PVC懸浮法的生產(chǎn)流程:VCM答案：懸浮聚合法是工業(yè)生產(chǎn)PVC樹脂的主要方法，產(chǎn)品為100150dm直徑的多孔性顆粒，稱為S-PVCo單體：氯乙烯單體，純度要求大于99.98%去離子水：反應介質(zhì)水分散劑

9、：纖維素醛和部分水解的聚乙烯醇。如甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素等。引發(fā)劑：復合型的引發(fā)劑。以達到勻速聚合的要求。工藝流程：原料預處理，設置引發(fā)劑配置釜，將引發(fā)劑、分散劑配置成溶液后再加人聚合體系。經(jīng)過原料過濾器，除去原料中的雜質(zhì)。物料進入聚合釜，攪拌聚合，同時攪拌對聚氯乙烯顆粒形態(tài)及粒度分布也有很大的影響。聚合是在引發(fā)劑作用下的自由基聚合，聚合結束后，經(jīng)漿料泵將物料打到汽提塔，蒸出未反應單體和溶劑。在混料槽冷卻后離心得到產(chǎn)品。5.下圖為氨合成流程(凱洛格流程)，簡要敘述其工藝流程。琥詠盤nw忸兀1-新鮮氣/甲烷化氣換熱器*45水冷卻器：孔息九a一甄冷卻騫；4冷翻液分離9,IO-換熱器111-低

10、壓軾分離器；12-高壓鼠分離曙；13-氨合成塔t14一幫爐水僮熱器1行一品心樂鋪機；16一開加熱希；17-放空氣敏掙耨；除一胞空氣分離氣F19一蒸汽透邛答：(1)新鮮氣經(jīng)幾級壓縮后與循環(huán)氣混合冷卻、升溫并分幾股進入氨合成塔。(2)反應后氣體溫度較高，所以先經(jīng)鍋爐給水預熱器后再向新鮮氣供熱。(3)只分離很少部分氨(為維持濃度穩(wěn)定分離需要排放部分惰性氣體)后就進入循環(huán)壓縮，與新鮮氣混后再經(jīng)復雜冷凍流程逐步冷卻到-23C,經(jīng)高壓氨分離器分離氨后再升溫進入氨合成塔。低壓氨分離器是為了分離要求設置的。(4)流程特點：先循環(huán)混合再冷卻分離，冷凍功耗小但循環(huán)功耗大，總能耗??；循環(huán)線中放空，惰氣含量高，但有氨回收，氨損耗不大；三級氨冷和三級氨閃蒸結合，增加了冷凍系數(shù)，有節(jié)能作用。7.問題：寫出圖中編號119的設備名稱。141X21116-9,10-換熱器15-離心壓縮機放空，他成一3,6,7,8-氨冷卻器2,5-水冷卻器；12-高壓氨分離器答：設備為沸騰爐爐內(nèi)空間分為上部為燃燒空間、沸騰層和空氣室三部分1-燃燒空間、2-沸騰層、3-空氣室空氣室也可稱為風室，鼓風機將空氣鼓入爐內(nèi)先經(jīng)空氣室，為使空氣能均勻經(jīng)過氣體分13-氨合成塔；14-鍋爐給水預熱器18-放空氣分離器；19-蒸汽透平8.在制備硫酸的過程中，焙燒硫鐵礦的設備是什么？根據(jù)物料狀態(tài)，爐內(nèi)空間可分幾個區(qū)域？各區(qū)域的物料特