《化学工艺学》(天津大学)习题课件.pdf

第1章 绪论 1.1 本章要点 1. 了解本课程的性质、地位及任务 2. 了解化学工业的原料及加工利用 1.2 主要问题 1、化学工艺学的研究范畴包括哪些内容？ 包括原料的选择和预处理；生产方法的选择及方法原理；设备(反应器和其他) 的作用、 结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料的影响；操作条件的影响和选定；流 程组织；生产控制；产品规格和副产物的分离与利用；能量的回收和利用；对不同 工艺路线和流程的技术经济评比等。 2、现代化学工业的特点有哪些？ (1)原料、生产方法和产品的多样性与复杂性 (2) 向大型化、综合化发展，精细化率也在不断提高 (3)是多学科合作、生产技术密集型的生产部门 (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)化工生产中易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题 3 、大宗的无机化工、有机化工的主要产品有哪些？ 大宗的无机化工产品有硫酸、硝酸、盐酸、纯碱、烧碱、合成氨和氮、磷、钾等化 学肥料。 大宗的有机化工产品有乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘、合成 气。 4、三大合成材料指什么？ 合成塑料、合成橡胶、合成纤维。 5、对石油的一次加工和二次加工有哪些加工方法？ 一次加工方法为常压蒸馏和减压蒸馏。二次加工主要方法有：.催化重整；.催化裂化；. 催化加氢裂化；烃类热裂解；烷基化；异构化；焦化等 6、常、减压蒸馏流程有哪些？ ①燃料型。 ②燃料一润滑油型。 ③燃料一化工型。 7、煤的加工路线有几种？ 煤的高温干馏(炼焦) ；煤的低温干馏；煤的气化；煤的液化。 8、化学工业的原料资源有几类？ 无机化学矿；石油；天燃气；煤；生物质；再生资源；空气和水。 9、化工生产过程一般可分为几大步骤？ 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三大步骤。 10、什么是转化率、选择性、收率？ 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分率或百分率， 用符号 X 表示。其定义式为 转化率表征原料的转化程度，反映了反应进度。 选择性系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。用符号 S 表示，其定义式如下 在复杂反应体系中，选择性是个很重要的指标，它表达了主、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。 收率亦称为产率，是从产物角度来描述反应过程的效率。符号为 y ，其定义式为 根据转化率、选择性和收率的定义可知，相对于同一反应物而言，三者有以下关 系:Y=S·X 11、什么是平衡转化率？ 可逆反应达到平衡时的转化率称为平衡转化率，此时所得产物的产率为平衡产率。 平衡转化率和平衡产率是可逆反应所能达到的极限值(最大值) ，但是，反应达平衡往 往需要相当长的时间。随着反应的进行，正反应速率降低，逆反应速率升高，所以 净反应速率不断下降直到零。在实际生产中应保持高的净反应速率，不能等待反应 达平衡，故实际转化率和产率比平衡值低。若平衡产率高，则可获得较高的实际产 率。工艺学的任务之一是通过热力学分析，寻找提高平衡产率的有利条件，并计算 出平衡产率。 12、简述温度、压力、浓度对反应的影响规律？ (1)温度对化学平衡的影响 对于不可逆反应不需考虑化学平衡，而对于可逆反应，其平衡常数与温度的关系为 对于吸热反应， 0 ，K 值随着温度升高而增大，有利于反应，产物的平衡产率 增加。 对于放热反应， 0 ，K 值随着温度升高而减小，平衡产率降低。故只有降低温 度才能使平衡产率增高。 (2)温度对反应速率的影响 反应速率常数与温度的关系见阿累尼乌斯方程，即 对于不可逆反应，逆反应速率忽略不计，故产物生成速率总是随温度的升高而加快； 对于可逆反应而言，正、逆反应速率之差即为产物生成的净速率。温度升高时，正、 逆反应速率常数都增大，所以正、逆反应速率都提高。对于吸热的可逆反应，净速 率r总是随着温度的升高而增高的；而