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、固原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解,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 析碳反应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范围内合理的分布,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,宜采用有利于防止析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%N2、%O2、%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比,并列出物料收支平衡表。

5.精馏塔设计时，若将进料热状态从q=1变为q＞1，其他均为定值，设计所需理论板数______。A. 增加；B. 减少；C. 不变；D. 判断依据不足

流体从换热器一端进入，只流过一部分管子,然后再一次或多次流人另一部分管子,才流出换热器,称为()。A. 单管程B. 多管程C. 单壳程D. 多壳程

5. 多组分精馏与多组分吸收过程均不能对所有组分规定分离要求，而只能对分离 操作中起关键作用的组分即 关键组分规定分离要求，其中多组分精馏过程最多只能 有( )个关键组分，多组分吸收过程最多只能有( )个关键组分。 ( )A. 1B. 2C. 3D. 4

聚合生产系统应培优纯度保持在99.5%以上的()保护系统,在危险可能发生时立即向设备冲入加以保护。A. 氧气B. 压缩空气C. 氮气

6 6 6由相平衡方程:yw =1.2.xw 所以 2.427xw = 1.4322xD 全塔物料衡算:0.001 = 0.3jd +0.7xw = 0.3xd +0.7x-^^xd 解得:xD =1.402xl0-3, xw =8.276xl0-46-40.压下在一连续操作的精馏塔中分离苯和甲苯混合物。己知原料液中含苯0.45 (摩尔 分数,下同),汽液混合物进料,汽、液相各A—半。要求塔顶产品含苯不低于0.92.塔釜 残液屮含苯不商于0.03。操作条件下平均相对挥发度可取为2.4。操作回流比R=1.4Rmin。塔 顶蒸汽进入分凝器后,冷凝的液体作为回流流入塔内,未冷凝的蒸汽进入全凝器冷凝后作为 塔顶产品,如图所示。试求:(l)q线方程式;(2)精馏段操作线方程式。(3)回流液组成和 第一诀塔板的上升蒸汽组成(3))么=%□ = 0.92⏺x >y = 0.95 -^-^x =0.210 x >>- = 0,299 y—^x = 0.147从计算结果来看,达到分离要求需要9块理论板(包拈塔釜一块),其中精馏段5块,第6 块板进料。6-42.计一分离苯-甲苯溶液的连续精馏塔,料液含苯0.5,要求馏出液中含苯0.97,釜残液 屮含苯低于0.04 (均为摩尔分数),泡点加料,回流比取最小回流比的1.5倍,苯与甲苯的 相对挥发度平均值取为2.5,试用逐板计算法求所需理论板数和加料位置。解:求回流比⏺⏺R = l.5R^ =1.5x1.19 = 1.785⏺上式与q线方程x = x =0.5联立求解,可得x =0.5,=0.668由点(0.5,0.668)与点(0.04,0.04)可得提榴段操作线方程:精馏段逐板计算结果如下⏺6-44苯和甲苯的混合物组成为50%,送入精馏塔内分离,要求塔顶苯的含U不低于96%, 塔底甲苯含量不低于98% (以上均为质量百分数)。苯对甲苯的相对挥发度可取为2.5,操 作回流比取为最小回流比的1.5倍。(丨)若处理20kmol/h的原料,求塔顶馏出液和塔底采出液各为多少kg/h (2)分别求泡点进料和饱和蒸汽进料情况下的最小回流比;(3)求饱和蒸汽进料时进料板上一层塔板上升蒸汽的组成(假定进料组成与进料板上升的蒸汽组成相 同);(4)若泡点进料,假定料液加到塔板上后,液体完全混合,组成为50% (质:W:分数), 求上升到加料板的蒸汽组成。解:(1)将己知的质量分数都转化为摩尔分数:x= 0.541 , x = 0.966 , x =0.0235据此可求塔顶馏出液的平均分子量:78.5kg/kmol;塔釜釆出液的平均分子S: 91.7kg/kmolo由全塔质U衡算可求塔顶馏出液D = F 矸 一 = 20. ~ =10.98kmol/h = 862kg/h 0.966-0.0235则塔釜采出液量:W = F-D = 20.0.9. = 9.02kmol/h = 827kg/h(2)泡点进料,最小回流比为:Rmin= 1.067饱和蒸汽进料:R =-1.= 1.927⏺■段操作线方程:>-^-^1 = ^-^ = 0,44, 0,47饱和蒸汽进料,因进料组成与进料板上升蒸汽组成相同(如附图所示),因此y= 0.541。恥 与外满足精馏段操作线方程:y=0.744r_i+0.247 代入数据解得:x.i=0.395外- l + 1 +(2.5-1)x0394 (4)操作回流比:Z? = 1.5/? =1.5x1.067 = 1.60饱和液体进料,V = V = (/? + 1)D = 2.60.10.98.= 28.55kmol/h ,L=RD + F = 1.6Qxi 0.98 + 20 = 37.57kmol/h提馏段操作线方程:y = = ^-x0.0235 = 1.316x-0.0074-V r 28.55 28.55由题意,由加料板下降的液体浓度与进料浓度相同,x^0.541,该浓度与下一板上升蒸汽的 浓度满足提馏段操作线方程,y+, = 1.31 6x - 0.0073 = 0.705此即为由进料板的下一层板上升的蒸汽(进入进料板)的浓度。6-45某一连续精馏塔分离一种二元理想溶液,饱和蒸汽进料,进料量F = 1.br>.mol/s,进料浓 度外=0.5 (轻组分摩尔分数,下同),塔顶产品纯度x1 == 0.95,塔底产品纯度x== 0.1。系 统的平均相对挥发度a = 2。塔顶为全凝器,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热,且知塔釜的汽 化量为最小汽化量的1.5倍。试求:(1)塔顶易挥发组分的回收率;(2)塔釜的汽化量;(3) 流出第二块理论板的液体纟 11成(塔序由塔顶算起)解(1)全塔质S:衡算 F = D +V. Fxmin = Dx +VV.v10.D + VV 10x0.5 = DxO.95 + VVxO.l解以上方程组得 D = 4.71kmol/s , W= 5.29kmol/s塔顶易挥发组分的回收率z二~x 100%二.. xl00% = 89.5%Fx 10.0.5⑵ V = (/e + l)£> , V = V+(l-^F 因为 = Q 所以 v = V'+F , V+F = (/e + l)P ,贝Ij = ^-^-由上式可知,塔釜的最小汽化量v’F+对应着最小回流比/?f,即 'V+iV 《min -_Dd~ ywmin P⏺点u ,、)为线与平衡线的共同交点。由平衡线方程 y = 广、 可得 y =— + a-x * + x因为xf=0.5,所以y0.5,将此数据代入上式可解得x= 0.333将min,min= 0.915代入上式可解得:x = 0.843 ,此即为流出第二块理论板的液体组成6-46如图所示,用一个蒸馏釜和一层实际板组成的 精馏塔分离二元理想溶液。组成为0.25 (轻组分摩 尔分数,下同)的料液在泡点温度下由塔顶加入, 两组分的相对挥发度为3.4。若塔顶轻组分的回收率 达到85%,并且塔顶产品组成为0.35,试求该层塔 板的液相默弗里板效率。解:由全塔质量衡算及回收率定义可得:由该式可解得x— =0.0955因为全塔为提馏段,且为泡点进料,所以r=F, D = V'⏺^n-l - n _ ~ _ Q>25-0.198^n-.--Vn fA>-xf q= .25-0.1376-47有一2.% (轻组分摩尔百分数,下同)甲醇-水洛液,用一连续精馏塔加以分离,希望 从塔顶和中间某板上分别得到96%及50%的甲醇溶液各半,釜液浓度不高于2%。操作回流 比为2.2,泡点进料,塔釜采用直接蒸汽加热,试求(1)三段的操作线方程;(2)所需理 论板数及加料口、侧线采出口的位置;(3)若只于塔顶取出96%的甲醇溶液,问所需理论 板数较(1)多还是少?(甲醇-水体系的汽液平衡数据见教材P371)解｝(1)第一段操作线方程2 一?/? + 1 /? +1Z? = 2.2, x =0.96 ,代入上式可得该段操作线方程为:y = 0.6875x+0.3第二段操作线方程yw=^ -其中 L = L+D V=L+D +P Vy =Lx+£>,x + Ox第一段与第二段操作线相交于点4(0.5,0.6435)第二段操作线与q^x = x==0.2相交于点心(0.2,0.531)连结点 6/：(0.,0.31)和点 6<0.02,0),得以二则第三操作线方程:),： = 2.95xVn+1= -0.059(2) 图解法得所需理论板数;V = 14,第8块为侧线采出,第10块为进料板。(3) 阁解法得所需理论板数W = 12,比无侧线采出所需理论板数少。⏺6-48将流率为10.knwl/h、组成为xs+{ =0.4 (轻组分摩尔分率,下同)的二元混合物送入一 精馏塔塔顶进行回收,要求塔顶回收率为0.955,塔釜液组成为*>=0.05。泡点进料,系统 的平均相对挥发度a = 3.0。试求(1)馏出液组成,塔顶、塔底产量;(2)操作线方程;(3) 在加料流率及塔釜蒸发:W:不变时,可能获得的最《馏出液浓度。Dr斛••(1)因为 Z7 i^,所以 nxD=z^A由全塔质量衡算可得:F = D + W 100 = D + WFxv = Dx+ Wa 10. x 0.4 = 0.955 x 100 x 0.4 + 0.051V解得:D = 64kmol/h , VV = 36kmol/h , x2 = 0.597⏺Y!YFyY=y⏺此时,可能是操作线上端点落在平衡线上,即XD ()与抑满足相平衡方程(如图所示)⏺

绪论无机化学工业产品1)无机酸工业:硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、硼酸等,2)氯碱工业:烧碱、氯气、漂白粉、纯碱;3)化肥工业:氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料、微量元素4)无机精细化工:无机盐、试剂、助剂、添加剂等有机化学工业产品1)石油炼制工业:汽油、煤油、柴油、润滑油;2)石油化学工业有机原料(有机酸、酯、醚、酮、醛等)、合成塑料及树脂、合成纤维、合成橡胶;3)有机精细化工:染料、农药、医药、涂料、颜料、香料、试剂、表面活性剂、化学助剂、感光材料、催化剂等,4)食品工业:饮料、生物化学制品,5)油脂工业:油脂、肥皂、硬化油。化工原料及其产品原料是指化工生产中能全部或部分转化为产品的物质。当应用两种以上原料时,能构成产品主体的原料为主要原料。就生产程序来说,有起始原料、基本原料和中间原料。起始原料是人类开采、种植、收集等得到的原料;基本原料是从起始原料经过加工制得的原料;中间原料是从基本原料加工得到的原料。起始原料主要有1) 空气 空气是工业用氮气、氧气及惰性气体的来源。2) 水 水是最便宜和最丰富的溶剂3) 矿物资源 矿物包括煤、石油、天然气及无机化学矿。4) 生物原料 粮食、农产废料及林业中木材加工副产物习惯上往往把不再供生产其他化学品的成品称为化工产品。把再生产其他化学品的成品称为化工原料。在生产目的产品中,有时先得到某阶段产物,常称为半成品或中间体。在生产主要产品的同时,也生产次要的但有一定价值的产品。称为副产品。化学生产过程是将原料物经过化学反应转变为产品的工艺过程,其一般可概括为三个主要步骤;1) 原料处理 为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,对原料进行预处理,如净化、提浓、混合、粉碎(对固体原料)等。2) 化学反应 这是生产的关键步骤。经过预处理的原料,在一定温度、压力及催化剂等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率3) 产品精制 将由化学反应得到的混合物进行分离,除去副产物或杂质,以获得符合组成规格的产品(2)铜锌系 由铜、锌、铝(或铬)的氧化物组成,又称低温变换催化剂。活性组分为铜,开车时先用氢气将氧化铜还原,还原时放出大量反应热,此时必须严格控制氢气浓度,以防催化剂烧结。采用此催化剂可以把气体中一氧化碳浓度降到0.3%以下。铁铬系、铜锌系变换催化剂耐硫性能差,其中H2S是对变换催化剂常见的有害毒物,尤其是低温变换催化剂,对硫特别敏感,且属永久中毒。为此在一氧化碳变换前,必须将硫含量脱除到1μg/g。钴钼系是一种耐硫的变换催化剂。脱碳A.吸收法B.合成气经一氧化碳变换后,就要进行脱除二氧化碳。脱除二氧化碳的方法有:C.(1)物理吸收法,水洗法、低温甲醇法、碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法;D.(2)化学吸收法,如氨水法、乙醇胺法、热钾碱法;E.(3)物理化学吸收法,如环丁砜—乙醇胺法。F.热钾碱法G.O2是目前应用最广泛的工业脱碳方法,碳酸钾在吸收时生成碳酸氢钾.在减压或受热时又放出CO2.重新生成碳酸钾,因而可以循环使用。为了提高化学吸收的反应速度,吸收在较高温度(90℃一110℃)下进行训而称为热碳酸钾法。采用热法不仅使吸收和再生温度基本相同,使系统的流程简化。同时提高了碳酸钾的浓度,增加了吸收能力,降低了再生能耗。为了加快CO2的吸收和解吸速度,在溶液中加入活化剂,如三氧化二砷、硼酸或磷酸、有机胺类等物质。同时加入缓蚀剂,降低溶剂对设备的腐蚀。目前应用最多的是以二乙醇胺为活化剂,五氧化二钒为缓蚀剂的苯菲尔热钾碱法。H.02>CO>CH4>N2>H2,因此吸附剂将优先吸附C02。I.少量一氧化碳和二氧化碳的脱除J.O十CO2<10μg/g。因此在送往合成氨工段之前还需进一步净化,以除去cO十CO2。工业方法有铜氨液吸收法.液氮洗涤法.甲烷化法等。K.1) 铜氨液吸收法L.O2的热效应约为70kJ/mol。所以吸收时放出大量的热。通常,操作中CO吸收率为达到平衡时的60%一80%。铜洗中除吸收一氧化碳外,还由于吸收液中有游离氨,故可同时将气体中的二氧化碳脱除。M.MPa,温度为8℃一10℃,合成气经过铜洗后,CO十C02<20μg/g。而氧几乎全部被吸收。铜洗液在常压,温度为76℃一78℃进行再生,释放出CO、CO2等气体后循环使用。国内一些中、小型合成氨厂仍使用铜洗法。铜洗塔是耐高压的塔设备,塔内充填填料(如钢制鲍尔环或板波纹填科)以增进气液相间的接触,也有采用淋降板式铜洗塔。N.2)液氮洗涤法O.MPa和一190℃左右)的条件下把合成气中残留的少量一氧化碳和甲烷等除大。此法的气体净化程度较高,适用于设有空气分离装置的重质油,煤加压部分氧化法制合成氨原料气的净化流程.也可用于焦炉气分离制氢的流程。P.3)甲烷化法Q.此法是在催化剂作用下,使气体中氢与微量一氧化碳和二氧化碳反应生成甲烷,其反应式为:R.O转化的绝热温升为72℃,每1%CO2转化的绝热温升为60℃,一般甲烷化过程温升只能在30℃一50℃范围内,所以应严格控制CO、CO2和O2的含量,否则会引起床层剧烈温升而导致催化刑失活。 此法可以达到很高的净化度.CO十CO2<10μg/g。S.合成甲醇T.甲醇合成原理U.由合成气催化合成制取甲醇的化学反应式为:V.O十2H2 = CH30H △H=一90.8kJ/m01 (3—43)W.一氧化碳加氢合成甲醇是一个可逆放热反应,因此低温有利于平衡向甲醇的方向转化。随着温度的升高,甲醇生成的平衡常数逐渐减少。在温度300℃以上及常压下,生成甲醇的平衡转化率很小,可以忽赂不计。因此,最好使反应在低温下进行。另一方面反应速度随着温度的升高而加快。合成反应最初采用氧化锌—氧化铬催化剂,这种催化剂要求反应温度在330℃一400℃,以便有一个适当的反应速率。为了获得适当的转化率,反应需在高压下进行,以使平衡移向右方。X.MPa。由于铜系催化剂主要组分为铜锌铝或铜锌铬复合氧化物,铜系催化剂的热不稳定性,因此使用时要避免催化剂的过热。目前工业上主要发展10MPa的低压法合成甲醇。Y.H 2)不符合化学反应的要求,这时可在原料中加入CO2,以调节H/c比。 C02十3H2=CH2十H4O △H=一49.8 kJ/mo1Z.O2与氢的反应热比co的低.其热容也高,因此c02的存在可以降低温升。但由于合成气中CO2会抑制co的转化,所以高压法合成气中CO2的量应控制在2%(体积)左右,低压法合成气中CO2量可为5%(体积)左右。 合成气中CO含量在5%一25%(体积)。CO含量过高,温度不易控制,甲醇质量差,同时生成不希望有的五碳基铁,所以对合成气组成应进行调整。合成甲醇过程中,仅有一部分co转化,故将生成的甲醇冷凝后,剩余气体要进行循环。A.[.MPa蒸汽。床层温度在气体入口处附近达到最高值(约260℃),沿反应管向下温度逐渐降低并达到稳定。合成塔出口气体中甲醇浓度约为6%一8%(体积)。B..与合成氨相比,联醇法的特点为:C.].(1)制取含氮量低的原料气,因为用于甲醇合成部分的原料不需要氮气;D.^.(2)合成甲醇前,为保护联醇催化剂需精制脱硫,尤其是硫含量应低于1μg/g。E._.H2/CO比值。其中半联醇工艺,可充分利用CO变换的生产能力;F.`.(4)合成甲醇是串联在合成氨工艺之中的,为此既要满足合成氨工艺条件,又要满足合成甲醇的工艺操作条件。

工艺方案流程图也称为原理流程图或物料流程图。A. 正确B. 错误

为保证塔顶产品的质量达到规定值,应采用的控制方案是()。A. 精馏塔的精馏段温控B. 精馏塔的提馏段温控C. 精馏塔的温差控制D. 以上三种都可以

易燃液体的膨胀系数比较大,灌装时容器内应留有()%以上空间,不可灌满。A. 5B. 3C. 10