欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:48594723
大小:655.50 KB
页数:8页
时间:2020-01-28
《化工工艺学期末复习题答案.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、合成氨1.合成氨生产过程主要分为哪几个工序?以煤为原料以天然气为原料2.天然气水蒸汽转化制气的主反应和副反应有哪些?抑制副反应的策略如何?主要反应主要副反应抑制副反应:为控制积碳,增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度、压力来解决。从反应平衡及副反应来看,水碳比高,残余甲烷含量降低,且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比,约3.0~3.5转化为可逆反应,温度越高,平衡转化率越高,从组成计算看出,1000℃以上CH4含量才小于0.5%,要求设备的耐高温性能。3.为什么采用两段转化?两段转化的供热方式各有什么不同?如何确定和控制二段转化的温度?全部采用高温转化,设备费用和操作费用太高,所
2、以采用低温(700~800℃)转化和高温(1200℃)转化的两段方式。一段温度对合金钢管要求低,用合金钢管保证传热和供热;二段采用砖内衬的绝热设备,并通入一定比例的空气与一段的H2反应产生热量和高温(1200~1400℃),保证CH4转化彻底,同时加入了合成氨需要的原料N2。二段炉温度:按甲烷控制指标来确定。压力和水碳比确定后,按甲烷平衡浓度来确定温度,要求yCH4<0.005,出口温度应为1000℃左右。凯洛格(Kellogg)甲烷蒸汽转化工艺流程1-钴钼加氢反应器;2-氧化锌脱硫罐;3-对流段;4-辐射段(一段炉);5-二段转化炉;6-第一废热锅炉;7-第二废热锅炉;8-汽包;9-辅助
3、锅炉;10-排风机4.天然气中的硫成分有哪些?干法脱硫和湿法脱硫的主要方法有哪些?其适用范围有何区别?硫化氢(H2S),同时此外还可能有一些有机硫化物,如硫醇(C2H5SH)、硫醚(CH3SCH3)及噻吩(C4H4S)、二硫化碳(CS2)等。•干法脱硫:一般适用于含S量较少的情况氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等•湿法脱硫:一般适用于含S量较大的场合化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等5.氧化锌脱硫的工作原理是什么?其工艺流程和工艺条件如何?氧化锌脱硫法也可以脱除硫醇、硫醚等有机硫,但反应速度较慢,一般选择较高的温度350~400℃,才能获得较快的反应速度。反应式如下:在
4、有H2存在时,一些有机硫可先转化为H2S,再被氧化锌所吸收,反应式如下:流程1:硫含量较高流程2:硫含量较低6.变换工序的反应原理和主要任务是什么?为什么要分中温变换和低温变换?是将原料气中的CO变成CO2和H2。H2是合成氨需要的原料成份,CO2在后面的脱碳和甲烷化两个工序中除去,作为生产尿素或食品级CO2的原料。变换反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小。为了变换过程进行彻底,要求尽可能低的反应温度;但温度低,反应速度必然减缓7.苯菲尔脱碳的主要化学反应和脱碳原理是什么?再生指数(碳化度)的定义是什么?原理:CO2的吸收过程是CO2与K2CO3反应生成KHCO3。但是由于受反应速度的限
5、制,气体中CO2与溶液中K2CO3的反应速度较慢。为了加快CO2在K2CO3溶液中的吸收速度,通常在K2CO3溶液中又添加了一种催化剂二乙醇胺再生指数(碳化度)的定义:每摩尔K2CO3所已经吸收的CO2摩尔数,即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度。化肥1.描述由NH3和CO2合成尿素的化学反应过程与相态。(重点)上述两个反应中,第一个反应为快速放热反应,反应程度很大,生成溶解态的氨基甲酸铵;第二个脱水生成尿素的反应为慢速吸热反应,且为显著可逆反应。2.尿素合成反应过程的主要副反应及控制措施。(熟悉就行)当温度在60℃以下时,尿素水解缓慢;温度到100℃时尿素水解速度明显加快;温度在1
6、45℃以上时,水解速度剧增。尿素浓度低时,水解率大。氨也有抑制尿素水解的作用,氨含量高的尿素溶液的水解率低。3.尿素生产的氨汽提法流程中,合成塔出来的尿素溶液主要经过了那些设备,溶液的温度、压力、组成如何?(常识了解)设备:气提塔,降膜分解器,目前,工业合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反应合成的,温度的影响:温度较低时平衡转化率随温度升高而增加,在190℃时达最大,温度进一步升高,平衡转化率反而下降。一般选择尿素合成温度为180~190℃组成的影响:CO2过量对转化率影响很小,氨过量则明显提高转化率。氨碳比的影响如右图。水碳比增加0.1,转化率下降约1%。不同工艺选择的合成过程物
7、料比不同。如:水溶液全循环法氨碳比4.0,水碳比0.65~0.7;汽提法工艺氨碳比2.9~3.1,水碳比0.3~0.4。压力的影响:压力对液相反应的影响很小。但由于体系存在惰性气体和气液平衡,操作压力应该大于平衡压力4.硝酸铵的主要用途是什么?1.硝铵是重要的氮肥,特别适用于温度低的旱田。还是制造复合肥料的原料。2.硝铵是炸药的主要原料。3.硝铵还是制麻醉剂(N2O,笑气)的原料。5.湿法磷酸是用磷酸为催化剂、硫酸溶液分
此文档下载收益归作者所有