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化工
题目

某气体组成(体积比):(CH)_4 0.2%,(CO) 13.0%,(CO)_2 10.0%,(H)_2 53.0%,(N)_2 23.8%,为使其满足合成氨的原料气组成,紧接着需采取()A. 二段转化B. 一氧化碳的变换C. 二氧化碳的脱除D. 原料气的精制

某气体组成(体积比):$\text{CH}_4$ 0.2%,$\text{CO}$ 13.0%,$\text{CO}_2$ 10.0%,$\text{H}_2$ 53.0%,$\text{N}_2$ 23.8%,为使其满足合成氨的原料气组成,紧接着需采取()

A. 二段转化

B. 一氧化碳的变换

C. 二氧化碳的脱除

D. 原料气的精制

题目解答

答案

B. 一氧化碳的变换

解析

本题考查合成氨原料气的制备过程及各步骤的作用,解题思路是先明确合成氨原料气的理想组成,再分析给定气体组成与理想组成的差异,从而确定需要采取的措施。

合成氨的原料气主要成分是氢气($H_2$)和氮气($N_2$),而给定气体中含有一氧化碳($CO$)和二氧化碳($CO_2$)等杂质,且氢气含量相对不足。

  • 选项A:二段转化
    二段转化主要是将天然气等原料进一步转化为含有氢气、一氧化碳等的混合气体,目的是提高原料的利用率和增加氢气的含量,但它并不能直接解决一氧化碳和二氧化碳的问题,也不能针对性地提高氢气的比例,所以该选项不符合要求。
  • 选项B:一氧化碳的变换
    一氧化碳变换反应的化学方程式为$CO + H_2O(g)\rightleftharpoons CO_2 + H_2$。通过该反应,可以将一氧化碳转化为二氧化碳和氢气,这样既可以减少一氧化碳的含量,又能增加氢气的含量,使气体组成更接近合成氨原料气的要求,所以该选项正确。
  • 选项C:二氧化碳的脱除
    二氧化碳脱除是在一氧化碳变换之后进行的步骤,其目的是除去变换后气体中的二氧化碳,而在没有进行一氧化碳变换之前,直接脱除二氧化碳并不能解决氢气含量不足的问题,所以该选项不符合要求。
  • 选项D:原料气的精制
    原料气精制是在经过一氧化碳变换和二氧化碳脱除等步骤之后,进一步除去原料气中少量的一氧化碳、二氧化碳、硫化物等杂质,以满足合成氨反应的要求,它不是紧接着需要采取的措施,所以该选项不符合要求。

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