写出渣油制合成气的加工步骤渣油制合成气的加工步骤:渣油+水蒸气+氧→水煤气→变换气→合成气33 工业气体的脱硫方法有:(1)干法脱硫:吸附法;催化转化法(加氢催化转化)。(2)湿法脱硫:化学吸收法;物理吸收法;物理-化学吸收法;湿式氧化法。5-14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?(P183-185)答:在将气、液、料经转化或气化制造合成气过程中会生成一定量的CO2,尤其当有一氧化碳变换过程时,生成更多的CO2,因此需要脱除CO2。通常脱碳方法有化学吸收法(本菲尔法、复合催化法、空间位阻胺促进法、氨基乙酸法)、物理吸收法(低温甲醇洗涤法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法)、物理-化学吸收法、变压吸附法。5-15工业上气体脱硫有哪些方法,各适用于哪些场合?(P181-182)答:脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。干法脱硫适用于低含硫气体的精脱硫;湿法脱硫一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。(脱硫有干法和湿法两大类。干法脱硫又分为吸附法和催化转化法:吸附法是采用对硫化物有强吸附能力的固体来脱硫,吸附剂主要有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛等;催化转化法是使用加氢脱硫催化剂,将烃类原料中所含的有机硫化合物氢,转化成易于脱除的硫化氢,再用其他方法除之。湿法脱硫剂为液体,一般用于含硫高、处理量大的气体的脱硫。按其脱硫机理的不同又分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。化学吸收法是常用的湿式脱硫工艺。有一乙醇胺法(MEA)、二乙醇胺法(DEA)、二甘醇胺法(DGA)、二异丙醇胺法(DIPA)、以及近年来发展很快的改良甲基二乙醇胺法(MDEA)。物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫,然后减压而释放出硫化物气体,溶剂得以再生。主要有冷甲醇法(Rectisol),此外还有碳酸丙烯酯法(Fluar)和N-甲基吡啶烷酮法(Purisol)等等。冷甲醇法可以同时或分段脱除H2S、CO2和各种有机硫,还可以脱除HCN、C2H2、C3及C3以上气态烃、水蒸气等,能达到很高的净化度。物理-化学吸收法是将具有物理吸收性能和化学吸收性能的两类溶液混合在一起,脱硫效率较高。常用的吸收剂为环丁砜-烷基醇胺(例如甲基二乙醇胺)混合液,前者对硫化物是物理吸收,后者是化学吸收。湿式氧化法脱硫的基本原理是利用含催化剂的碱性溶液吸收H2S,以催化剂作为载氧体,使H2S氧化成单质硫,催化剂本身被还原。再生时通入空气将还原态的催化剂氧化复原,如此循环使用。湿式氧化法一般只能脱除硫化氢,不能或只能少量脱除有机硫。最常用的湿式氧化法有蒽醌法(ADA法)。补13.何谓合成气?何谓C1化工?(P152)答:合成气是指一氧化碳和氢气的混合气。凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C1化学,涉及C1化学反应的工艺过程和技术称为C1化工。补14.甲烷水蒸气转化体系中的独立反应?(P160-161)答:甲烷蒸汽转化反应CH4+H2O CO+3H2 CO变换反应CO+H2O CO2+H2 碳反应CH4 C+2H2补15.如何计算吸热反应或放热反应的平衡温距?答:2-6催化剂有哪些基本特征?它在化工生产中起到什么作用?在生产中如何正确使用催化剂?答:催化剂有三个基本特征: 1;催化剂是参与反应的,但反应终了时催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。2;催化剂只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡。3;催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应。起到的作用:催化剂能够提高正逆反应速率,缩短反应时间:催化剂可以使反应向需要的方向进行。在生产中应注意以下几点: 1;在生产过程中要考虑催化剂的活性,即活性越高则原料的的转化率、选择性越高,生产单位量的目的产物的原料消耗定额越低。若反应原料昂贵或产物难以分离,宜选用选择性高的催化剂;若原料廉价或产物易分离,则选用活性较高的催化剂;寿命(化学稳定性、热稳定性、耐毒性和力学性能稳定性)在实际生产中催化剂可能会衰退,导致产品产量和质量均不达标准,此时,应该更换催化剂。2;不同类型的催化剂要用不同的活化方法每种活化方法都有各自的活化条件和操作要求,应该按照操作规程进行活化。3;在化工生产中经常出现催化剂的失活和再生,对此在生产中应严格控制操作条件,采用结构合理的反应器,使反应器温度在催化剂最佳适用围合理的分布,反应器中的毒物杂质应预先加以脱除。在有碳反应的体系中,宜采用有利于防止碳的反应并选用抗积碳性能高的催化剂。2-10假设某天然气全是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的摩尔分数组成(干基)为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比,并列出物料收支平衡表。
写出渣油制合成气的加工步骤
渣油制合成气的加工步骤:渣油+水蒸气+氧→水煤气→变换气→合成气33 工业气体的脱硫方法有:(1)干法脱硫:吸附法;催化转化法(加氢催化转化)。(2)湿法脱硫:化学吸收法;物理吸收法;物理-化学吸收法;湿式氧化法。
5-14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?(P183-185)
答:在将气、液、料经转化或气化制造合成气过程中会生成一定量的CO2,尤其当有一氧化碳变换过程时,生成更多的CO2,因此需要脱除CO2。通常脱碳方法有化学吸收法(本菲尔法、复合催化法、空间位阻胺促进法、氨基乙酸法)、物理吸收法(低温甲醇洗涤法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法)、物理-化学吸收法、变压吸附法。
5-15工业上气体脱硫有哪些方法,各适用于哪些场合?(P181-182)
答:脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。干法脱硫适用于低含硫气体的精脱硫;湿法脱硫一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。(脱硫有干法和湿法两大类。干法脱硫又分为吸附法和催化转化法:吸附法是采用对硫化物有强吸附能力的固体来脱硫,吸附剂主要有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛等;催化转化法是使用加氢脱硫催化剂,将烃类原料中所含的有机硫化合物氢,转化成易于脱除的硫化氢,再用其他方法除之。
湿法脱硫剂为液体,一般用于含硫高、处理量大的气体的脱硫。按其脱硫机理的不同又分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。
化学吸收法是常用的湿式脱硫工艺。有一乙醇胺法(MEA)、二乙醇胺法(DEA)、二甘醇胺法(DGA)、二异丙醇胺法(DIPA)、以及近年来发展很快的改良甲基二乙醇胺法(MDEA)。物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫,然后减压而释放出硫化物气体,溶剂得以再生。主要有冷甲醇法(Rectisol),此外还有碳酸丙烯酯法(Fluar)和N-甲基吡啶烷酮法(Purisol)等等。冷甲醇法可以同时或分段脱除H2S、CO2和各种有机硫,还可以脱除HCN、C2H2、C3及C3以上气态烃、水蒸气等,能达到很高的净化度。
物理-化学吸收法是将具有物理吸收性能和化学吸收性能的两类溶液混合在一起,脱硫效率较高。常用的吸收剂为环丁砜-烷基醇胺(例如甲基二乙醇胺)混合液,前者对硫化物是物理吸收,后者是化学吸收。
湿式氧化法脱硫的基本原理是利用含催化剂的碱性溶液吸收H2S,以催化剂作为载氧体,使H2S氧化成单质硫,催化剂本身被还原。再生时通入空气将还原态的催化剂氧化复原,如此循环使用。湿式氧化法一般只能脱除硫化氢,不能或只能少量脱除有机硫。最常用的湿式氧化法有蒽醌法(ADA法)。
补13.何谓合成气?何谓C1化工?(P152)
答:合成气是指一氧化碳和氢气的混合气。凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C1化学,涉及C1化学反应的工艺过程和技术称为C1化工。
补14.甲烷水蒸气转化体系中的独立反应?(P160-161)
答:甲烷蒸汽转化反应CH4+H2O CO+3H2
CO变换反应CO+H2O CO2+H2
碳反应CH4 C+2H2
补15.如何计算吸热反应或放热反应的平衡温距?
答:
2-6催化剂有哪些基本特征?它在化工生产中起到什么作用?在生产中如何正确使用催化剂?
答:催化剂有三个基本特征: 1;催化剂是参与反应的,但反应终了时催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。2;催化剂只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡。3;催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应。起到的作用:催化剂能够提高正逆反应速率,缩短反应时间:催化剂可以使反应向需要的方向进行。在生产中应注意以下几点: 1;在生产过程中要考虑催化剂的活性,即活性越高则原料的的转化率、选择性越高,生产单位量的目的产物的原料消耗定额越低。若反应原料昂贵或产物难以分离,宜选用选择性高的催化剂;若原料廉价或产物易分离,则选用活性较高的催化剂;寿命(化学稳定性、热稳定性、耐毒性和力学性能稳定性)在实际生产中催化剂可能会衰退,导致产品产量和质量均不达标准,此时,应该更换催化剂。2;不同类型的催化剂要用不同的活化方法每种活化方法都有各自的活化条件和操作要求,应该按照操作规程进行活化。3;在化工生产中经常出现催化剂的失活和再生,对此在生产中应严格控制操作条件,采用结构合理的反应器,使反应器温度在催化剂最佳适用围合理的分布,反应器中的毒物杂质应预先加以脱除。在有碳反应的体系中,宜采用有利于防止碳的反应并选用抗积碳性能高的催化剂。
2-10假设某天然气全是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的摩尔分数组成(干基)为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比,并列出物料收支平衡表。
题目解答
答案
:设烟道气(干基)的量为100mol。
反应式: CH4 + 2O2
CO2 + 2H2O
分子量: 16 32 44 18
反应转化的量: 9.4 2×9.4 9.4 2×9.4
则产物的量为:N2:86.4mol×28=2419.2 g
O2:4.2mol×32=134.4 g
CO2:9.4mol×44=413.6 g
H2O :2×9.4mol×18=338.4 g
原料的量为:N2:86.4mol×28=2419.2 g
O2:(4.2+2×9.4)mol×32=736 g
CH4:9.4mol×16=150.4g
CH4/空气(摩尔比)=9.4/(86.4+23)×100%=8.6%
列物料衡算表得
组分 | 输入 | 输出 | ||||||
mol | mol% | g | Wt％ | mol | mol% | g | Wt％ | |
N2 | 86.4 | 72.7 | 2419.2 | 73.2 | 86.4 | 72.7 | 2419.2 | 73.2 |
O2 | 23 | 19.4 | 736 | 22.3 | 4.2 | 3.5 | 134.4 | 4.1 |
H2O | 18.8 | 15.8 | 338.4 | 10.2 | ||||
CH4 | 9.4 | 7.9 | 150.4 | 4.5 | ||||
CO2 | 9.4 | 7.9 | 413.6 | 12.5 | ||||
∑ | 118.8 | 100.0 | 3305.6 | 100.0 | 118.8 | 99.9 | 3305.6 | 100.0 |
2-13一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℃进行,此温度下反应的平衡常数Kp=P(CO2)·P(H2)/P(H2O)·P(CO)=4.88,求反应后混合物的平衡组成和CO的平衡转化率。
:设初始原料中
=1mol,则
=2mol,达到平衡时,CO转化了m mol。
由 CO + H2O CO2+ H2
转化量 m m m m
平衡时 =1-m =2-m 生成 
=
= m 产物总量n =∑
=3 
,平衡时
=
= m/3
由4.88=
=
得m=0.865 Xco=0.865/1=86.5%
平衡组成: 
=0.045 
=0.378 ==0.288
2-15将纯乙烷进行裂制取乙烯,已知乙烷的单程转化率为60%,若每100Kg进裂器的乙烷可获得46.4Kg乙烯,裂气经分离后,未反应的乙烷大部分循环回裂器(设循环气只是乙烷)在产物中除乙烯及其他气体外,尚含有4Kg乙烷。求生成乙烯的选择性、乙烷的全程转化率、乙烯的单程收率、乙烯全程收率和全程质量收率。
:进反应器的乙烷量=100/30=3.333 kmol
产物中乙烷量=4/30=0.133 kmol ,生成乙烯46.4所转化的乙烷量=46.4/28=1.657 kmol
转化的乙烷量=60%×3.333=2.000 kmol ,未转化的乙烷量=3.333-2.000=1.333 kmol
设未反应的乙烷除了有0.133 kmol随产物乙烯带走外,其余全部返回到反应器中,即1.333-0.133=1.2 kmol
则新鲜乙烷量=3.333-1.2=2.133 kmol ,乙烯选择性=1.657/2.0=82.9%
乙烷的全程转化率=2.0/2.133=93.8% ,乙烯的单程收=1.657/3.333=49.7%
乙烯全程收率=1.657/2.133=77.7% , 乙烯全程质量收率=46.4/(30×2.133)=72.5%
补4.无机化学矿产量最大的两个产品分别是什么?如何加工利用?(P12-13)
答:磷矿和硫铁矿。磷矿的加工利用方法有酸法和热法,主要是生产磷肥。硫铁矿用于制硫酸。
补5.石油的蒸馏与一般的精馏相比,有哪些特点?
答:石油蒸馏的特点有 ⑴根据一定的沸点围收集馏出物,不是分离出纯组分 ⑵从塔的不同高度出料⑶原油的加热在塔外加热炉中进行(主要是避免长时间加热分)。
补6.简述化工生产过程的三大步骤。(P24)
答:⑴原料预处理 主要目的是使初始原料达到反应所需要的状态和规格。⑵化学反应 通过该步骤完成由原料到产物的转变,是化工生产过程的核心。⑶产品的分离和精制 目的是获取符合规格的产品,并回收、利用副产物。
补8.何谓生产能力?何谓生产强度?(P27)
答:生产能力是指一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间生产的产品量,或在单位时间处理的原料量。生产强度为设备单位特征几何量的生产能力,即设备的单位体积的生产能力,或单位面积的生产能力。
补9.对于可逆放热反应,净反应速率随温度变化的规律如何?(P31)
答:对可逆放热反应,净速率随温度变化有三种可能性,即,当温度较低时,净反应速率随温度的升高而增高;当温度超过某一值后,净反应速率开始随着温度的升高而下降。因此存在最佳反应温度T。