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化学工艺学复习资料

化学工艺学复习资料简答部分

裂解气为什么要脱除乙炔和一氧化碳？工业上脱除炔烃的方法有哪些？答：乙烯和丙烯产品中所含炔烃对乙烯和丙烯衍生物生产过程带来麻烦，乙炔的存在，不但影响产品的纯度，还会造成聚合催化剂的中毒，当乙炔积累过多后，会引起爆炸。 工业上脱炔的主要是采用催化加氢法，少量用溶剂(丙酮)吸收法。溶剂吸收法是使用溶剂吸收裂解气中的乙炔以达到净化目的，同时也回收一定量的乙炔。催化加氢法是将裂解气中乙炔加氢成为乙烯或乙烷，由此达到脱除乙炔的目的。溶剂吸收法和催化加氢法各有优缺点。

工业上生产合成气的方法有哪些？其中哪种方法投资和成本最低？

答：工业上生产合成气的方法有：以煤为原料的煤气化法。以天然气为原料的天然气蒸汽转化法。以重油或渣油为原料的部分氧化法。其中以天然气蒸汽转化法的投资和成本最低

简述合成氨原料气净化阶段湿法脱硫和干法脱硫两种方法各自的特点。答：湿法脱硫：吸收速度或化学反应速度快，硫容量大，适合于高硫含量的原料气，脱硫液再生方便，可循环使用，还可回收硫黄，但脱硫精度不高。干法脱硫：使用固体脱硫剂，脱硫精高，可将硫化物脱至0.1~0.5cm3/m3，但脱硫设备机组庞大，更换脱硫剂工作笨重，再生能耗大，仅适用于脱除低硫或微量硫。

简述在合成氨粗原料气净化阶段采用低温甲醇洗涤法的优、缺点。答：优点：①可脱除多种杂质：H2S 、CO2、COS、CS2、RSH、C4H4S、HCN、NH3和NO，同时还有脱水作用，使气体

得到干燥，有用的组分在甲醇的再生过程中得到回收。② 净化程度高：总硫可降到0.1ppm以下；CO2可降到10ppm以下。③可选择性脱除H2S和CO2，并可分别加以回收利用。④甲醇热稳定性和化学稳定性好，不会被降解，不腐蚀设备管道，便宜，易获得，可大量生

产。⑤可与液氮脱除CO、CH4联合使用，工艺更加合理，能节省投资和动力消耗。缺点：甲醇有毒，对设备管道安装要求非常严格。

5、氨合成的工艺条件如何选择？

温度：400~500℃；压力：中小型厂20~32Mpa；空间速度：根据压力来确定；进塔气体组成：氢氮比约3；惰性气体：根据新鲜原料气中量来确定；初始氨含量：越低越好，具体量由氨分离方法确定。水吸收可低于0.5%。

试写出尿素合成过程中发生的三个主要副反应的名称及化学反应方程式。 答：① 尿素水解反应： NH 2CONH 2+H 2O=2NH3+CO2；②缩合反应：2NH2CONH2＝NH2CONH2+NH3；

③异构反应：NH2CONH2＝NH4NCO，NH4NCO＝NH3+HNCO

写出气态烃蒸汽转化的主反应和副反应的化学反应方程式。

主反应：2243HCOOHCH+?+；22442HCOOHCH+?+；22422HCOCOCH

+?+； OHHCOCOCH222432++?+； OHCOCOCH224243+?+；222HCOOHCO+?+

副反应：242HCCH+?；CCOCO+?22；OHCHCO22+?+

8、不论是氨的合成还是裂解气的分离，都要进行压缩，而且采用的是多级压缩，为什么？

氨合成与烃类裂解都需要在高压下进行。（2）压缩机压缩功与压缩比的对数成正比，在压缩过程中绝热压缩功耗最大，温升最大，等温压缩功耗最低，当压缩比太大时，绝热压缩温升可能超过润滑油闪点，造成压缩机摩擦损耗和功耗增加。因此需要采用多段压缩，目的是尽可能接近等温压缩。

简述天然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。

①压力：热力学上，降压有利，但是实际采用加压操作，可以节省压缩功消耗；

可以提高蒸汽余热利用价值；可以降低原料气制备与净化系统的设备投资。

3.5~

4.0Mpa。

②温度：升温在热力学和动力学上都有利，但受反应管寿命限制，温度不能太高，

具体与操作压力大小有关。一段炉1.8Mpa，出口温度约760℃3.2Mpa，出口温度约800℃二段炉：确保出口甲烷低于0.5%。出口温度需达1000℃以上。

③水蒸汽与甲烷的摩尔比m：提高水碳比，可以提高甲烷的转化率；此外还可抑

制付反应即析碳反应的发生。但是过高，从经济上不合理；而且还会增大系统阻力、增加动力消耗；增加辐射段的热负荷，一般水碳比选择为2.5~3.5。

④空间速度：越大，催化剂用量越少，其大小的选择由设备尺寸，催化剂的颗粒

大小以及操作压力等因素综合决定。

简述甲烷蒸汽转化过程中防止炭黑的生成条件及消除炭黑的方法。

①应使转化过程不在热力学析炭的条件下进行，也就是说，