化工工艺学课程总结及复习

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1、1.4化工工艺学的研究对象与内容1.5化工生产工艺步骤、化工生产工艺过程1.6化工工艺流程主要单元组合、反应器选择、组织工艺流程遵循的原则2化工原料分类及来源2.1费托合成原理、催化剂、产物、焦化产物及组成2.2原油脱盐、催化裂化反应器、再生器、石油的一次加工2.3天然气组成、利用途径2.4化学矿物、磷肥生产方法、硼镁矿制硼砂的的简要工艺2.5生物质作为化工原料基本途径33.1合成氨生产过程、间歇式制气法阶段、蒸汽转化法及催化剂、合成氨各种制 气所使用的气化剂、原料气净化、工业甲烷水蒸气转化催化剂、一氧化碳变换催 化剂、变换反应器类型、脱硫方法、脱碳方法、氨合成工艺条件选择3.2生产硫酸的原料

2、、接触法生产硫酸工序、二氧化硫炉气净化方法、二氧化硫 催化氧化原理、工艺条件、浓硫酸吸收主要因素、硫酸厂废水来源及处理3.3纯碱的生产方法、候氏制碱法原料预处理、联合制碱过程及主要工序、主要 设备及要求3.4分解电压、过电压、电流效率、电极反应、食盐水电解制氯气和烧碱方法 隔膜法电解原理、离子交换膜法流程、隔膜法电解食盐水电极产物溶液成分4.4.1裂解气的工业分离法、脱水方法、裂解温度、烃类热裂解反应动力学、裂解 工艺过程、降低裂解反应压力方法、裂解气中的乙炔处理4.2非均相催化氧化反应传热，环氧乙烷的生产方法、丙烯腊生产方法原理、精 制；工艺条件、转化率；乙烯均相络合催化氧化制乙醛原理、工艺

3、条件、催化剂 乙烯环氧化原理、乙烯环氧化催化剂、致稳气及其作用4.3加氢脱氢一般规律反应、加氢反应原理、液相加氢反应器、烃类脱氢工艺条 件、乙苯脱氢原理、工艺条件、反应器、水蒸气作用；苯加氢制环己烷原理及催 化剂、一氧化碳加氢合成甲醇催化剂、工艺条件4.4甲基叔丁基醚的生产方法、催化剂、催化反应精馏塔生成MTBE、乙苯的生 产方法4.5醋酸的生产方法、丙烯氢甲酰化热效应、生产方法、丙烯氢甲酰化合成丁醛 主副反应及要求、甲醇的羰化反应、一氧化碳加氢合成甲醇的转化率4.6氯化剂、氯乙烯生产方法、乙烯氧氯化法原理和原料配比、环氧氯丙烷生产 方法及原理55.1精细化工特点、精细化工发展的方向5.2磺化

4、剂、浓硫酸作磺化剂特点、磺化反应影响因素、苯及其衍生物的磺、萘 的磺化、气态三氧化硫磺化法生产十二烷基苯磺酸钠工艺特点，磺化反应的n值及其计算5.3工业硝化剂、硝化方法、硝化产物分离、硝化反应特点及分类、芳烃硝化副 反应、传统硝化法生产硝基苯5.4酯的合成方法、主要酯化反应、催化剂、酸酐与醇或酚的反应原理、叔醇及 酚类的酯的合成、提高直接酯化法酯的产率66.1聚合物的主链结构、自由基聚合特征、方法、高分子合成反应及成型加工、 合成纤维生产6.2聚合原理、自由基共聚合反应机理、自由基聚合的特征、聚合反应方法、聚 合物改性方法6.3 PVC树脂的生产方法、聚乙烯聚合工艺、聚丙烯生产方法、PET树脂

5、合成工 艺路线、PET改性77.1物料衡算和热量衡算的主要步骤、转化率、总转化率、反应选择性、单程收 率、总收率、转化率选择性收相互关系7.2物料质量平衡关系、一般计算方法，具有循环过程的物料衡算方法、计算式7.3热量衡算式、热量衡算基本步骤8三废8.1工业废气、废气处理技术及主要工艺、催化燃烧技术8.2工业废水、常规处理低浓度有机废水的方法、主要新型污水处理技术8.3工业废渣、工业固体废弃物主要种类及处理方法8.4绿色化学、原子经济性、原子利用率1. 试分析空速对氨合成的影响2. 简要说明列管式固定床氧化反应器优势3. 绿色化工工艺的绿色体现4. 精细化率及其意义5.SO 2催化氧化间接换热

6、特点6. 简述气相氯化和液相氯化反应的特点7. 精细化学品8. 常规处理低浓度有机废水的曝气池活性污泥法原理及其主要操作方法9. 试分析压力对氨合成的影响10. 非均相催化氧化反应的特点是什么11. 简述精细化工特点12. 绿色化学13. 浓硫酸吸收过程中，从吸收率角度考虑，酸温低好，但实际生产中为什么不 能控制过低？14. 什么是氧化反应的致稳气？其作用是什么？15. 根据SO2氧化成SO3的反应特点，分析反应条件确定的依据和工艺上采取何 种形式的反应设备和措施。16. 简述自由基聚合的特征1. 以硫酸w(HSO)=98%为磺化剂进行蒽单磺化，反应停止时，体系硫酸浓度. .2 4 . 一 .

7、分别为53%，求磺化剂初始浓度a值；此时体系的n值；每摩尔蒽单磺化 时所需要的硫酸量X。解： a =(80/98)X98%=80(2)n =(MSO /MH SO ) X53=(80/98)2X53=43X =80 (100- n) / (a-n)=80 (100-43) / (80-43)=123.242. 某氯碱厂现有电解槽60台，电角槽电流强度18000A，一昼夜可生产电解液 146.2m3，电解液中NaOH浓度125g/L，试计算阴极电流效率。(K =1.492g/Ah)解：NaOHG实=146.2 x125 x10-3 = 18.275tG 理=KIt = 1.492g / (Ah

8、)x10000A x 24h x 60 x 10-6 (t / g ) =21.485t电流效率=实际产量x 100% = G x100%理论产量G理18.27521.485x 100%=85.1%3. 石灰窖装入石灰石和焦炭，煅烧生产石灰和二氧化碳，石灰石含CaCO396%,焦 炭含碳85%，其余为灰分，配焦率8%，若焦炭燃烧完全和石灰石分解完全，求分解 热效率。（炭燃烧热 32780J/g，AH = 179.6KJ/mol，CaCO 分子量 100.1）（本小 题7分）3 解：石灰石分解反应：CaCO 3 = CaO + CO 2 +AHAH二生成物生成热一反应物生成热=179.6KJ/m

9、ol设基准：100Kg石灰石CaCO 3 摩尔质量：100.1 (g/mol)故反应吸热：179.6X100X1000X96%：100.1=17224300 (J)炭的燃烧热为32780 (J/g)，实用8Kg则：燃烧放热 32780X8X 1000X85%=222904 (J)分解热效率=分解CaCO吸热燃料放热x 100%172243000222904000x100%O： 16，Mg： 24.3)f MgO + CO 284.340.344900X95%X(56/100) = 478.8 kg900X95%X(44/100) = 376.2 kg900X(1-95%) = 45.0 kg

10、50X95%X(40.3/84.3) = 22.7kg50X95%X(44/84.3) = 24.8 kg50X(1-95%)= 2.5 kg=45.0 kg(1-90%-5%-4.5% ) = 5.0 kg=77.3%4. 石灰石含CaCO 90%，MgCO 5%，惰料4.5%，余为水分，燃烧时碳酸盐各有 95%分解，固体燃料燃烧完全，3若不考虑固体燃料的灰份混入，试计算生产一吨石灰所需的石灰石量。（Ca： 40，C： 12, 解：石灰石的煅烧反应为：CaCO f CaO + CO MgCO 10035644基准：1000kg石灰石（2分）含 CaCO 900 kg； 生成 CaO 3生成C

11、O, 一、.2未反应CaCO3含 MgCO 50 kg； 生成 MgO3生成CO2未反应MgCO3未反应惰料；1000 X 4.5% 煅烧生成水；1000 X 1000kg石灰石煅烧后输出固态物总量（即石灰石生成量）478.8 + 45.0 + 22.7 + 2.5 + 45.0 = 594.0 kg则生产一吨石灰需用石灰石量为：1 X 1000 : 594.0 = 1.684吨5. 某厂电解车间的槽电压为3.32 V,电流效率为95%，求生产1吨纯烧碱需 要多少千瓦小时电？若由于导电不良使槽电压增加0.1V,求生产一吨纯烧碱 需要多消耗多少千瓦小时电？ （NaOH电化当量为1.492g/Ah

12、）W 实二 QU/(1000 nI)=(U/K nI) X 103kW h二3.32:(1.492X0.95)X1000=2342 kW h (3 分)槽电压增加 0.1V 时，U = 3.32 V + 0.1V = 3.42 VW 实=3.42:(1.492X0.95)X1000=2413 kW h (3 分) 2413-2342=71 kW h6. 采用富氧空气法造气，若要得到合格的半水煤气N2： (CO+H2) =1:3,请计算理论上富氧空气中o2的含量为多少？22已知：C + 2 O2 = CO2AH = -23kJ /mol(1)C + H 2 O = CO + H 2AH = 11

13、9kJ / mol(2)解：设富氧空气的氧含量为x%，设100mol空气根据(1)式放出的热量等于(2)吸收的热量则：x X123 = n(CO) X119解得 n = 1.034x可得(CO + H 2)为2n = 2.068x根据物料平衡可知解得工59.2n(CO + H ) 2.068x 3。 2 n( N 2)100 - x 1故富氧空气的氧含量为59.2%7. 以含有甲烷97%的天然气为原料生产醋酸。已知甲烷制备乙炔的收率为20%， 乙炔制备乙醛的收率为60%，乙醛制备醋酸的收率为90%。计算生产100kg醋酸 需要的天然气量（m3）。解：以1000kg的醋酸为计算基准100 kg

14、1i=1.667kmol60设所需的天然气mol数为xX X 97% X 20% X 60% x 90% = 1.667kmol解得 x = 15.91kmol设天然气可看成是理想气体，则所需天然气体积V = 15.91 x 22.4 = 356.44m 38. 某氯碱厂现有电解槽60台，电角槽电流强度18000A，一昼夜可生产电解液 146.2m3，电解液中NaOH浓度125g/L，试计算阴极电流效率。（K =1.492g/Ah） 解：NaOHG实=146.2 x125 X10-3 =18.275$G理=KIt = 1.492g / (Ah )x 10000A x 24h x 60 x 10

15、-6 ( g ) =21.485t,实际产量G电流效率=：”槌 x 100% = Vx100%理论产量G理18.275 x 100%21.485=85.1%9. 某碱厂电解槽的电流强度为18500A求每日理论上可生产烧碱、氯气和氢气各多 少吨？（法拉第常数为 96500 C，NaOH 40，Cl35.5，H1）。解：每个电解槽每天反应n法拉第电量18500 x 24 x 3600 n =96500=1.6564 x 104FNaOH： (1.6 5 64X 104 X 40) / (1 X 106)=0.6625 吨Cl : (1.6564X 104X35.5) / (1 X 106)=0.588 吨 2H2： (1.6564X 104X 1) / (1 X 106)=0.0166 吨10. 以含有甲烷97%的天然气为原料生产醋酸