化学工艺学习题.doc

2014年化学工艺学习题 2014年化学工艺学习题 第1次 基本化工原料主要有哪些？请以化工产品为标准，对化学工业进行分类，并对每一小类的主要产品进行说明。 如何从煤、天然气、石油和生物质中获得乙烯，写出工艺过程和步骤。 请以乙烯为原料，写出制备涤纶和维尼纶的化学反应方程式，画出流程框图。 某氧化过程排出的尾气体积组成为O2 10％、N2 85％，CO25％，计算空气用量、氧耗量和过剩空气系数β 解：以N 2为联系物，计算基准选100mol。 尾气中N2量 100×0.85＝85(mol) 空气耗量 85/0.79＝l07.6(mol) 进料空气中含氧量 107.6×0.21＝22.6(mol) 氧耗量 22.6—10＝12.6(mol) 空气过剩系数β＝22.6/12.6＝179％ 5、在银催化剂作用下，乙烯可被空气氧化为环氧乙烷（C2H4O），副反应是乙烯完全氧化为二氧化碳和水。已知离开氧化反应器的气体尾气（干基）组成为：乙烯3.22%，氮气79.64%，氧气10.81%，环氧乙烷0.83%，二氧化碳5.5%（均为体积分率）。该气体进入吸收塔，其中的环氧乙烷和水蒸气全部溶解于水，而其它气体不溶于水，由吸收塔顶逸出后排放少量至系统外，其余循环回氧化反应器。 计算（1）、乙烯的单程转化率 （2）、生成环氧乙烷的选择性 （3）、循环比 （4）、新鲜原料气中乙烯和空气量之比。 6、在金属银催化剂存在下，甲醇氧化或脱氢制备甲醛。其主副反应为 主反应 CH3OH + 1/2O2 → HCHO + H2O (放热) CH3OH → HCHO + H2 （吸热） 副反应 CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2H2O （放热） 主、副反应有吸热和放热，如果选择恰当的甲醇与空气用量比，使吸热反应和放热反应的比例适当，就可控制反应温度。现假设甲醇与空气的摩尔比为1：1.3，进料温度为600K。当反应产物中除去残余甲醇，并分离出甲醛后尾气组成为(干基) ： 氧气6.3%，氮气66.1%，氢气25.9%，二氧化碳1.7%（均为摩尔百分数） 试计算产物出口温度。 第2次 1、?以天然气为原料生产合成气包括哪些工艺过程，为什么天然气要预先脱硫才能进行转化，选用的是何种脱硫方法，画出从原料开始至得到合成气的流程框图，写出主要化学反应式。 2、?如何根据化学热力学、化学动力学原理和工程实际来优化天然气-水蒸气转化制合成气的工艺条件？ 3、?为什么天然气-水蒸气转化过程需要分二段完成，他们的供热形式分别是什么？为什么一段转化炉的对流室内要设置许多热交换器？转化气的显热是如何回收利用的？ 4、 一氧化碳变换的反应是什么？影响该反应的平衡和速度的因素有哪些？如何影响？为什么该反应存在最佳反应温度？最佳反应温度与哪些参数有关？ 5、一氧化碳变换催化剂有哪些类型？各适用于什么场合？使用中注意哪些事项？ 6、?在合成气制造过程中，为什么要有脱碳（CO2）步骤？通常有哪些脱碳方法，各适用于什么场合？画出脱碳采用二段吸收二段再生的工艺流程图。 7、?工业上气体脱硫有哪些方法，各适用于什么场合？写出改良ADA法脱硫的原理和化学反应式。 8、一氧化碳与水蒸气发生的变换反应为CO+H2O==CO2+H2，若初始混合原料的摩尔比为H2O/CO=2/1，反应在500℃ 第3次作业 1、画出大型氨厂的凯洛格法氨合成工艺流程图，并对工艺流程进行说明，对工艺条件的选择进行说明。 2、尿素的合成反应机理为何？主要有哪两种合成方法，画出其流程简图，比较其两个流程的特点。 3、甲醇有哪些主要用途？何谓低压法合成甲醇，原料气的组成对甲醇合成工艺有何影响，画出低压法合成甲醇的工艺流程简图，并对流程进行说明。 4、何谓费托合成，费托合成可得到哪些产品，费托合成得到的产品种类主要与哪些因素（工艺条件）有关，举例说明。 5、费托合成主要有哪些型式的反应器，画出结构示意图，并比较其特点。 第4次 1、石油炼制主要包括哪些步骤，能得到哪些产品。 2、何谓催化裂化？催化裂化主要有哪两种催化剂？画出带提升管的催化裂化工艺流程简图，并对工艺流程进行说明。 3、何谓催化重整，催化重整的催化剂是什么，包括哪些主要反应，能得到哪些主要产物，其中最重要的产物是什么，画出一个典型的重整工艺流程简图，并对流程和工艺条件进行说明。 第5次 1、根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律，造成裂解过程结焦生炭的主要反应是哪些？ 2、?试讨论影响热裂解的主要因素有哪些？评价裂解过程优劣的目标函数（指标）是什么？ 3、?裂解气出口的急冷操作目的是什么？可采取