化工工艺学个人复习.docx

1、化学工艺发展的方向1、面向市场竞争激烈的形势，积极开发高新技术，缩短新技术、新工艺工业化的周期，加快产品更新和升级的速度。2、最充分、更彻底的利用原料。除了发展大型的综合性生产企业，使原料、产品和副产品得到综合利用外，提倡设计和开发原子经济性。3、大力发展绿色化工。4、化工过程要高效、节能和智能化。5、实施废物再生利用工程。2、合成效率1、原子经济性2、环境因子3、转化率、选择性和收率（1）转化率：一、单程转化率：二、全程转化率：4、选择性5、收率Y=SX6、质量收率3、反应条件对化学平衡和反应速率的影响1、温度的影响（1）对化学平衡的影响：对于吸热反应，T温度越大越有利；而放热反应，反之。（2）对反应速率的影响：T越高速率越快2、浓度的影响（1）对化学平衡的影响：浓度越高越有利平衡向产物方向进行（2）对反应速率的影响浓度越高速率越快3、压力的影响（1）对化学平衡的影响：对分子数增加的反应，降低压力可以提高平衡产率；对分子数减少的反应，反之。对分子数没有发生变化的反应，压力对平衡产率无影响。（2）对反应速率的影响：压力越高速率越快（但要考虑对设备的影响）4、反应过程的物料衡算和热衡算1、反应过程的物料衡算（1）物料衡算基本方程：输入物料的总质量=输出物料的总质量+系统内积累的物料质量（有化学反应过程）（2）稳定操作过程的物料恒算：特点：系统中各点的参数例如温度、压力、浓度和流量等不随时间而变化，系统中没有积累。（3）稳定流动过程的物料衡算式：输入系统的物料总质量=输出系统的物料总质量一、组分恒算：二、原子恒算：输入物料中所有原子的物质的量之和=输出物料中所有原子的物质的量之和（4）物料衡算步骤：一、绘出流程的方框图，以便选定恒算系统；二、写出化学反应方程式并配平之；三、选定衡算基准；四、收集或计算必要的各种数据，要注意数据的适用范围和条件；五、设未知数，列方程组，联立求解；六、计算和核对；七、报告计算结果。2、反应过程的热量衡算（1）原理：能量守恒定律：输出能量=输出能量+积累能量（2）化学反应过程中涉及的焓变：一、相变过程的焓变：蒸发热、熔融热、溶解热、升华热。二、反应的焓变三、显焓变：只有温度压力变化而无相变和化学变化的过程焓变。5、烃类裂解的反应规律1、正构烷烃断链比脱氢容易：烷烃的C-H键能大于C-C。随着碳链增长，其键能数据下降，表明热稳定性下降，碳链越长裂解反应越易进行。烷烃裂解是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸热更高，这是由于C-H键能高于C-C键能所致。断链反应的有较大负值，是不可逆过程，而脱氢反应的是正值或为绝对值较小的负值，是可逆过程，受化学平衡限制。断链反应，从热力学分析C-C键断裂在分子两端的优势比断链在分子中央要大；断链所。得分子，较小的是烷烃，较大的是烯烃占优势。乙烷不发生断链反应，只发生脱氢反应，生成乙烯；而甲烷在一般裂解温度下不发生变化。2、异构烷烃的裂解反应C-C键或C-H键的键能较正构烷烃的低，故容易裂解或脱氢。脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔碳氢仲碳氢（从易到难）异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯收率远较正构烷烃裂解所得收率低，而氢、甲烷、及以上烯烃收率较高。（环烷烃有一个烯键；芳烃有三个烯键。）随着碳原子的增加，正构烷烃与异构烷烃裂解所得乙烯和丙烯收率的差异减小。键能大小：叔碳氢仲碳氢；异构烷烃正构烷烃；芳烃环烷烃异构烷烃正构烷烃。6、判断是否作为裂解原料的原则1、族组成P：烷烃N：环烷烃O：烯烃A：芳烃2、氢含量可以用或者碳氢比来表示氢含量：PNA当裂解原料氢含量低于13%时，可能达到的乙烯收率将低于20%。从氢平衡可以断定，裂解原料氢含量越高，获得的、及以下的轻烃的收率越高，相应乙烯和丙烯收率一般也高。根据裂解原料的氢含量即可以判断该原料可能达到的裂解深度，也可以评价该原料裂解所得及以下的轻烃的收率。7、特性因素（K）K—立方平均沸点，K—相对密度K反映了烃的氢饱和程度，乙烯丙烯的总体收率大体随K的增大而增大。8、关联指数—体积平均沸点，K—相对密度烃类芳香性越强，则BMCI值越大、芳香性大小：正构链烷烃带支链烷烃烷基单环烷烃无烷基单环烷烃双环烷烃烷基单芳烃无烷基单芳烃双环芳烃三环芳烃多环芳烃。乙烯的收率随BMCI的增大而减小。9、烃类裂解反应动力学Zdonik公式：——待测的烃的碳原子数10、稀释剂1、为什么要使用稀释剂由于裂解是在高温下操作的，不宜与用抽真空减压的方法降低分压，这是因为高温密封困难，一旦空气漏入负压操作的裂解系统，与烃气体形成爆炸混合物就有爆炸的危险，而且减压操作对以后分离工序的压缩操作也不利，要增加能量消耗，而稀释剂可以降低反应物的分压。2、水蒸气做稀释剂的优点（1）便宜，惰性；（2）裂解反应后通过急冷即可以实现稀释剂与裂解气的分离，不会增加裂解气的分离难度；（