化工工藝學(xué)期末復(fù)習(xí)題答案

合成氨合成氨生產(chǎn)過(guò)程主要分為哪幾個(gè)工序？以煤為原料焦炭或煤空氣r~~^—―~~:*造氣》除塵*脫硫CD變換~I水蒸氣一I~~脫除〔】0￡巨=習(xí)壓縮身=|嚅與II您合成A以天然氣為原料水蒸氣|[|中I脫?！竝t—段宓it二段我it高溫變挽壓L~~i~~I空氣I叢瑚I]疏_低溫變換合成，壓縮一甲烷化--脫險(xiǎn)cm1一鉆鑰加氫反應(yīng)器；2一氧化鋅脫硫罐；J對(duì)流段;—輻射段(一段爐)；5-二段轉(zhuǎn)化爐；6-第一廢熱鍋爐;7—第二廢熱鍋爐;8旅包；9—輔助鍋爐；10一排風(fēng)機(jī)天然氣中的硫成分有哪些？干法脫硫和濕法脫硫的主要方法有哪些？其適用范圍有何區(qū)別？硫化氫(H2S),同時(shí)此外還可能有一些有機(jī)硫化物，如硫醇(C2H5SH)、硫酸(CH3SCH3)及嚷吩(C4H4S)、二硫化碳(CS2)等.干法脫硫：一般適用于含S量較少的情況氧化鋅法、鉆鑰加氫法、氫氧化鐵法、活性碳法等濕法脫硫:一般適用于含S量較大的場(chǎng)合化學(xué)吸收法、物理吸收法和化學(xué)物理綜合吸收法等5。氧化鋅脫硫的工作原理是什么？其工藝流程和工藝條件如何?氧化鋅脫硫法也可以脫除硫醇、硫酸等有機(jī)硫，但反應(yīng)速度較慢，一般選擇較高的溫度350?4°C,才能獲得較快的反應(yīng)速度。反應(yīng)式如下：ZnO(s)CHSH(g)=ZnS(s)CHOH(g)ZnO(s)MSCH(g)=ZnS(s)CH(g)HO(g)在有H2存在時(shí)，3一些昏機(jī)硫可先轉(zhuǎn)化為H2S:再被氧論鋅所吸收，反應(yīng)式如下：CS24H2=H2SCH4COSH2=H2SCO4一第二段脫藐槽(CoMn、2nO)】一帖鑰如氯脫就IfL￡-版化餅槽流程1：硫含量較高流程2:硫含量較低變換工序的反應(yīng)原理和主要任務(wù)是什么？為什么要分中溫變換和低溫變換？COHO催化劑COH41.2kJ/mol2.、一2.2是將原料氣中的CO變成C02和H2。H2是合成氨需要的原料成份，C02在后面的脫碳和甲烷化兩個(gè)工序中除去，作為生產(chǎn)尿素或食品級(jí)C02的原料。變換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)減小。為了變換過(guò)程進(jìn)行徹底，要求盡可能低的反應(yīng)溫度；但溫度低，反應(yīng)速度必然減緩7。苯菲爾脫碳的主要化學(xué)反應(yīng)和脫碳原理是什么？再生指數(shù)(碳化度)的定義是什么？CO(aq)KCO(aq)HO(aq)2KHCO(aq)Q原理:％02的吸2NH3+C03=NHaCOONHiw

(1)⑵ (4)2NH(l)CO(l)NHCOONH (l)86.93kJ.mol13 2,、2NH3+C03=NHaCOONHiw

(1)⑵ (4)2NH(l)CO(l)NHCOONH (l)86.93kJ.mol13 2,、 2 ,4一NHCOONH(l) NHCONH (l) HO(l) 1上述兩個(gè)反應(yīng)中，第一2個(gè)反應(yīng)為快速放熱反應(yīng)，反應(yīng)程度很大，生成溶解態(tài)的氨基甲酸銨；第二個(gè)脫水生成尿素的反應(yīng)為慢速吸熱反應(yīng)，且為顯著可逆反應(yīng).尿素合成反應(yīng)過(guò)程的主要副反應(yīng)及控制措施。(熟悉就行)2NHCONH (l)NHCONHCONH (l)NH(g) 2,22 3NHCONH (l)HO2l)2NH(g)CO(g)當(dāng)溫度在6od以下時(shí),2尿素水解緩慢；溫度到1°C時(shí)尿素水解速度明顯加快；溫度在

145r以上時(shí),水解速度劇增。尿素濃度低時(shí)，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。3。 尿素生產(chǎn)的氨汽提法流程中,合成塔出來(lái)的尿素溶液主要經(jīng)過(guò)了那些設(shè)備,溶液的溫度、

壓力、組成如何？(常識(shí)了解)設(shè)備：氣提塔，降膜分解器，目前,工業(yè)合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反應(yīng)合成的，溫度的影響：溫度較低時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加，在190C時(shí)達(dá)最大，溫度進(jìn)一步升高，

平衡轉(zhuǎn)化率反而下降。一般選擇尿素合成溫度為180?190C組成的影響：CO2過(guò)量對(duì)轉(zhuǎn)化率影響很小，氨過(guò)量則明顯提高轉(zhuǎn)化 話 /云二率。氨碳比的影響如右圖。水碳比增加0。1，轉(zhuǎn)化率下降約1%。就即一可歹

不同工藝選擇的合成過(guò)程物料比不同。如:水溶液全循環(huán)法氨碳比4。 |對(duì)一二0，水碳比0。65一0。7;汽提法工藝氨碳比2.9?3。1,水碳比0。3一0.4。 ^即—V/3-0 4,0 機(jī)響hTHj/CO,不聞1[比和木肇比酎的C(>3贛化率(斐測(cè)敷第)再生指數(shù)(碳化度)的定義：每摩爾K2CO3所已經(jīng)吸收的C02摩爾數(shù)，即溶液中K2CO3轉(zhuǎn)化為KHCO3的轉(zhuǎn)化度?；?。描述由NH3和1。描述由NH3液相-C0(NH2)2+HaO⑸⑶汽相液相-C0(NH2)2+HaO⑸⑶4。硝酸銨的主要用途是什么？硝銨是重要的氮肥，特別適用于溫度低的旱田。還是制造復(fù)合肥料的原料。硝銨是炸藥的主要原料。硝銨還是制麻醉劑(N2O，笑氣)的原料.5HSO (n3)HPO2 4 3 45CaSO.HOHF42濕法磷酸是用磷酸為催化劑、硫酸溶液分解磷礦的過(guò)程，磷礦以Ca5F(PO4)35HSO (n3)HPO2 4 3 45CaSO.HOHF42CaF(PO)nHPO54334主反應(yīng)：一步反應(yīng)過(guò)程兩步反應(yīng)過(guò)程:CaF55Ca(HPO(PO)43nHPO35HSO(n7)HPO310H242246HFSiO2HSiF2HF26HSiFSiO262CaCOHSOHSiF2HO262(g)SiF(g)SiF(g)2HO42CaSO(s)CO(g)HO324422FeO2HPO2FePO(s)3HO233442AlO2HPO2A1PO(s)3HO233442副反應(yīng)：4PO35Ca(HPO)2425CaSO.nH4HF副反應(yīng)不僅損失磷，而且沉淀會(huì)包裹在礦石表面，阻止酸分解反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象”.硫酸和硝酸工業(yè)上曾經(jīng)氧化SO2制硫酸的方法有哪些？寫(xiě)出其主要反應(yīng)式。亞硝基法和接觸法亞硝基法SO2(高溫)SO2(高溫)SO2SO2NO2SONOSOHO3 3 2HSO24接觸法2SO3+H2O-H2SO4S+O2-SO22SO2+O2-2SO32SO3+H2O-H2SO4硫鐵礦的主要成分是什么？焙燒硫鐵礦的主要化學(xué)反應(yīng)有哪些?FeS2主要反應(yīng)2FeS2=2FeS+S2S2+O2=SO2焙燒硫鐵礦的設(shè)備是什么？根據(jù)物料狀態(tài)，設(shè)備內(nèi)可分幾個(gè)區(qū)域？各區(qū)域的物料特點(diǎn)是什么？設(shè)備：沸騰培燒爐460?560P為第一階段，斜率大，活化能大。溫度升高,反應(yīng)速率增加很快?；瘜W(xué)反應(yīng)受動(dòng)力學(xué)（速度）控制。560~720r為過(guò)渡階段,反應(yīng)速度受溫度影響較小?！?20P為第三階段，反應(yīng)速度隨溫度升高再增加，但增lg°C加幅度小。實(shí)驗(yàn)證明,第三階段活化能較小，焙燒反應(yīng)主要受氧441lg°C560擴(kuò)散的控制.560727 977SO2氧化為SO3的溫度、壓力、SO2含量等工藝條件如何？727 977溫度：在催化劑活性溫度范圍內(nèi)催化劑床層溫度應(yīng)沿最佳溫度線變化，即先高后低壓力:二氧化硫氧化反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，提高壓力可提高平衡轉(zhuǎn)化率SO2含量：根據(jù)硫酸生產(chǎn)總費(fèi)用最低的原則來(lái)確定二氧化硫的起始濃度，最適宜的最終轉(zhuǎn)化率與所采用的工藝流程、設(shè)備和操作條件有關(guān)。SO3的吸收過(guò)程通常采用發(fā)煙硫酸或/和濃硫酸吸收，為什么采用濃度為98。3%的濃硫酸？濃度太高、太低有什么影響？確定吸收塔操作溫度主要考慮哪些方面的因素？如圖所示，在任何溫度下選擇濃度為98.3%的硫酸作為吸收液比較合適。若吸收酸濃度太低,因水蒸氣分壓增高,易形成酸霧；但若吸收酸濃度太高，則液面上SO3分壓較高，氣相中的不能完全被吸收。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)發(fā)煙硫酸游離SO3濃度為21%。從上表看出，在氣體中SO3濃度為7%時(shí)，則說(shuō)明吸收酸溫不能超過(guò)80C。不同轉(zhuǎn)化氣SO3濃度下，SO3吸收率與溫度的關(guān)系如右圖所示，其中7。4%的曲線與上表數(shù)據(jù)一致.可見(jiàn)，溫度升高，吸收率下降；氣相SO3濃度增加，吸收率上升。6.制硝酸氨氧化的主要反應(yīng)，其相態(tài)、熱效應(yīng)、反應(yīng)平衡、催化劑等有什么特點(diǎn)？主6.要副反應(yīng)有哪些?

主反應(yīng)要副反應(yīng)有哪些?

主反應(yīng)4NH3(g)5O2

副反應(yīng)4NH3(g)4O：4NH3(g) 3O22NH3(g)N2

2NO3NO22NO6HO1104.9kJ/mol2一2_____,2N6HO1269.02kJ/mol2_23H91.69kJ/mol180.6kJ/mol4NH6NO5N6HO1810.6kJ/mol322在反應(yīng)溫度下，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)都很大。如果對(duì)反應(yīng)不加控制，氨和氧反應(yīng)的最終產(chǎn)物必然是N2。要得到希望的產(chǎn)物NO，不能從反應(yīng)熱力學(xué)去改變化學(xué)平衡來(lái)達(dá)到目的，只能從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面去著手.即尋找一種選擇性的催化劑，抑制不希望的反應(yīng)。目前最好選擇性的催化劑是鉑。純堿和燒堿復(fù)習(xí)思考題純堿中的重堿是什么意思？密度為0。95~1.07g/cm-3的純堿氨堿法制純堿的主要原料有哪些？制堿過(guò)程的主要反應(yīng)有哪些？主要副產(chǎn)物是什么？原料：氯化鈉(NaCl)和碳酸鈣(CaCO3)主要反應(yīng)CaCO(s)焙燒CO(g)CaO(s)176.105kJ/mol32NaClNHCOHO=NaHCO(s)NHCl322342NaHCO(s)NaCO(s)CO(g)HO(g)32322主要副產(chǎn)物CaONH4Cl從干鹽相圖分析，為什么在P1點(diǎn)NaHCO3的結(jié)晶析出最多？且Na利用率最高?如何控制操作點(diǎn)的位置。升高溫度對(duì)最佳操作點(diǎn)P1、Na利用率和NaHCO3結(jié)晶有什么影響？右圖中,IP2、P2II、P2P1、P1III、P1IV為飽和線；1,23區(qū)為NaHCO3、NH4HCO3、NH4C1的析出區(qū)；P1點(diǎn)可析出三種結(jié)晶。氨鹽水碳酸化后的組成在AC線上。如果只需析出NaHCO3時(shí)，組成應(yīng)R-S線內(nèi)，超過(guò)S析出NH4HCO3，超過(guò)R析出NaCl。如果總組成在X點(diǎn)，T點(diǎn)為飽和溶液，結(jié)晶與溶液比為T(mén)X:XD，比值越大，析出結(jié)晶越多?？梢?jiàn)P1點(diǎn)操作最好。氨鹽水碳化是在什么設(shè)備中進(jìn)行的？CO2經(jīng)氨鹽水吸收，生成氨基甲酸銨、碳酸氫銨、最終生成碳酸氫納，各步驟的速度、溫度有何特點(diǎn)？氨鹽水碳酸化是在碳酸化塔中進(jìn)行隨著CO2的不斷溶解，溶液中過(guò)量的氨基甲酸銨進(jìn)一步發(fā)生水解反應(yīng)。甲銨水解是慢反應(yīng)，是碳酸化的控制步驟：2NHCOONH(aq)NHHCO2NH24433當(dāng)PH值＞10.5的強(qiáng)堿性時(shí)，碳酸氫鹽也存在下述離解反應(yīng)HCOHCO233當(dāng)氨鹽水被碳酸化達(dá)到一定程度，HC03—積累超過(guò)溶度積，析出碳酸氫鈉：NaHCONaHCO(s)33氨鹽水進(jìn)塔溫度約30~50°C,中部溫度升到6(TC左右，中部不冷卻，但下部要冷卻，控制塔底溫度在3(rc以下，保證結(jié)晶析出。碳化塔中部溫度高，一方面反應(yīng)本身有一些熱量放出，另一方面主要是考慮結(jié)晶初期溫度高一點(diǎn)對(duì)晶粒長(zhǎng)大有利，可形成較大晶體以利過(guò)濾。同時(shí)冷卻速度不宜過(guò)快,過(guò)快可能形成結(jié)晶漿，難于過(guò)濾分離.工業(yè)生產(chǎn)燒堿的方法有哪些？電解法生產(chǎn)燒堿的原料、電極反應(yīng)、總化學(xué)反應(yīng)是什么？精制食鹽水時(shí)，其中的鎂、硫酸根雜質(zhì)如何去除？方法:生產(chǎn)氫氧化鈉通常用電解法(NaCl為原料)、苛化法(Na2CO3為原料)。原料：NaCl水溶液電極反應(yīng)：失去電子(氧化?陽(yáng)極)的正極反應(yīng)：符到電子(還原肥陰瓦)的員極反應(yīng)=2軍。-1左=研(互)+2OJ?-JNa*^H2OHT以透過(guò)分隔膜’在陽(yáng)極區(qū)《宮區(qū))的離子反應(yīng)=總反應(yīng).2NaCl(aq)2HOCl(g)H(g)2NaOH(aq)除去雜質(zhì)：去除鎂離子的方法用OH-而沉淀Mg(OH)2出來(lái)：Mg22NaOHMg(OH)(s)2Na2少量硫酸鹽對(duì)電解過(guò)程影響大，在這一步也要除去:SO2BaClBaSO(s)2Cl424煤的化學(xué)加工1。煤的結(jié)構(gòu)及煤氣化原理。煤的基本結(jié)構(gòu)單元為縮合芳烴及環(huán)烷烴及多種側(cè)鏈，雜原子及官能團(tuán)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型-整體平均結(jié)構(gòu)單元模型-有機(jī)質(zhì)煤氣化原理:煤氣化是煤與氣化劑作用生成氣體混合物的反應(yīng)過(guò)程。目的是將煤轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w。煤氣化過(guò)程包含煤的熱解、半焦的氣化等過(guò)程。2。煤氣化主要方法及能量利用.煤氣化方法有多種，氣化爐也有多種.可分為固定床、沸騰床、氣流床三種形式。3。費(fèi)托合成原理?；瘜W(xué)反應(yīng)基本反應(yīng)：nCO+2nH2(CH2)n+nH20AH=-158kJ/mol(250C)H20+COCO2+耳△H=-39。5kJ/mol(250C)費(fèi)托合成流程及產(chǎn)品加工流程的主要過(guò)程原料《牌，煉族蜜海等）原料《牌，煉族蜜海等）副產(chǎn)物《焦酎燃?xì)鈨艋猘，SB5fs（coP>折崔化刑—*—1一反應(yīng)格《篇世）合成辰以一用過(guò)的催比刑折崔化刑產(chǎn)物分離產(chǎn)昂情制[L-^<\<WWd%*SNGtCH^Ha>1—C^C^C^.i基本化學(xué)圓（料」乙爆，內(nèi)靖.二-、丁烽.液化，，一油?fl）.正稀母（化學(xué)原**）柴油r粒的燃料曲｝L一石蠟革黛袖也陣靖水搟性a氧化合制t巳障，丙明等）困81§矗抒合成框圖5。煤的成焦過(guò)程及影響因素。在高溫脫氧情況下，煤大分子的側(cè)鏈不斷脫落，芳核縮合并稠化，最后形成煤氣、焦炭及硫鉉、苯、酚等多種化學(xué)產(chǎn)品?煤的成焦過(guò)程分為:煤的干燥預(yù)熱階段（溫度〈350C）膠質(zhì)形成階段（溫度350~480C）一半焦形成階段（溫度480-650C）