化工工艺学_习题考试复习介绍.doc

第一章 绪论 1、化工工艺学：研究由化工原料到化工产品的转化工艺，系指原料物质经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实现这种转化的全部化学和物理的措施。 2、化工工艺学是研究内容：由化工原料加工成化工产品的生产过程的生产方法、原理、流程和设备。 3、化工工艺学的研究目的：是创立技术先进、经济合理、生产安全、环境无害的生产过程。 4、化工生产过程：原料预处理、化学反应、产品分离及精制和产品包装与储运四大步骤 6、 “三烯三苯一炔一萘”： 乙烯、 丙烯、 丁二烯、苯、 甲苯、二甲苯以及乙炔和萘。 7、绿色化学目标为任何一个化学的活动，包括使用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。 第二章 化工原料 1、化学工业的主要原料：包括煤、石油、天然气和农副产品等。 2、煤的化工利用途径主要有煤干馏、煤气化、煤液化 、煤制电石。 3、煤的干馏是煤在隔绝空气条件下，加热分解形成气态（煤气）、液态（焦油）和固态（半焦或焦炭）产物过程（炼焦、焦化） 4、煤的气化以煤、焦炭（半焦）为原料，以水蒸汽、氧气或空气为气化剂，在高温（900～1300℃）条件下，转化成主要含有氢气和一氧化碳的过程。 5、对石油进行一次加工和二次加工。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、加氢裂化和烃类热裂解等。 6、原油预处理：方法：用加破乳剂和高压电场联合作用的脱水脱盐——电脱盐脱水。罐注水目的：溶解原油中结晶盐、减弱乳化剂作用、利于水滴聚集。原理：破乳剂和高压电场作用下破乳化，使水凝聚沉降分离。为什么原油要进行预处理：含盐、含水来源；含水——增加燃料消耗和冷却水消耗；含盐、----在炉管、换热器管形成盐垢，堵塞管路；设备腐蚀 7、原油常减压蒸馏主要设备：常压塔，蒸馏塔。原因：其中350℃以上的高沸点馏分，在高温（400℃）会发生分解和缩合反应，产生焦炭 ，导致管路堵塞. 现代技术通过减压蒸馏可从常压重油中拔出低于550℃的馏分。 8、辛烷值：概念：汽油在内燃机中燃烧时抗爆震性能指标。与汽油组分有关。辛烷值越大抗爆震性越好。规定：异辛烷的辛烷值为100，正庚烷为0，两者按不同比例混合成标准燃料油。提高方法：Ⅰ、添加四醋酸铅（有毒，无铅汽油替代）Ⅱ、催化裂化、催化重整得到芳烃、环烷烃、异构烷烃调整汽油（最好方法）Ⅲ、添加高辛烷值组分如MTBE（MTBE致癌作用） 9、原油二次加工概念：重质馏分及渣油再进行化学结构上的破坏加工生成汽油、煤油等轻质油品过程。原油二次加工方法：热裂化、催化裂化、催化加氢裂化、催化重整。 10、催化加氢裂化优点：（1）生产灵活性大；（2）产品收率高，质量好；（3）没有焦炭沉积，不需要再生催化剂，可采用固定床反应器；（4）总的过程是放热，反应器中需冷却；（5）加氢裂化所得的汽油辛烷值低，须经重整将它的辛烷值提高。 11、催化重整：重要的二次加工方法，以石脑油为原料在催化剂作用下，烃类分子重新排列成新分子结构的工艺过程。目的：生产高辛烷值汽油组分，为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供原料，生产化工过程所需溶剂、油品加氢所需高纯度廉价氢气和民用燃料液化气等副产品。 12、催化重整工艺流程：1）预脱砷和预分馏工序：2）预加氢工序：脱除S、O、N、As等杂质。氢气在反应器中的作用是加氢,带出杂质气体和导出加氢反应产生的热量。3）催化重整工序：4）后加氢工序：在重整油中混入部分不饱和烃,它们若混入芳烃产品中,会使芳烃变色,质量变坏,故要在和预加氢基本相同的条件下再进行一次加氢操作。5）稳定系统6）芳烃抽提7）芳烃分离 13、天然气制合成气的方法有蒸汽转化法和部分氧化法，主要反应分别是 第三章 无机化工 合成氨 1、合成氨生产过程：(1) 原料气制备：用煤或原油、天然气制含氮、氢的原料气。(2)原料气净化：将CO、CO2、S脱除到ppm级。(3) 压缩和合成：高温、高压，净化后原料气经过压缩到15~30MPa、450℃左右，在催化剂作用下在合成塔内生成氨。 2、合成氨原料气制备二段转化目的和设备：目的：转化率高必须转化温度高，全部用高温度，设备和过程控制不利，设备费用和操作费用高。一段温度只在800°C左右，对合金钢管要求低，材料费用降低。在二段才通入空气，使与一段的H2反应产生高温，保证二段转化完全。因此，采用二段方式将一段转化气中的甲烷继续转化；加入空气提供合成氨反应需要的氮；燃烧部分转化气中的氢气为转化炉供热， 设备：一段转化炉，二段转化炉 3、合成氨原料气制备工艺条件：a. 压力：3~4MPa，降低能耗，提高余热利用价值，减少设备体积降低投资；b. 温度：一段炉温度760~800℃，主要考虑投资费用及设备寿命 c. 水碳比：水碳比高，残余甲烷含量降低，且