化工工藝學題庫

1、合成氨合成氨1.合成氨生產(chǎn)過程主要分為哪幾個工序？合成氨生產(chǎn)過程主要分為哪幾個工序？以煤為原料以天然氣為原料2.天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化制氣的主反應和副反應有哪些？抑制副反應的策略如何？天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化制氣的主反應和副反應有哪些？抑制副反應的策略如何？主要反應主要副反應抑制副反應：為控制積碳，增加水蒸汽用量以調(diào)整氣體組成和選擇適當?shù)臏囟取毫斫鉀Q。從反應平衡及副反應來看，水碳比高，殘余甲烷含量降低，且可防止析碳。因此一般采用較高的水碳比，約3

2、.0～3.5轉(zhuǎn)化為可逆反應，溫度越高，平衡轉(zhuǎn)化率越高，從組成計算看出，1000℃以上CH4含量才小于0.5%，要求設備的耐高溫性能。3.為什么采用兩段轉(zhuǎn)化？兩段轉(zhuǎn)化的供熱方式各有什么不同？如何確定和控制二段轉(zhuǎn)化的為什么采用兩段轉(zhuǎn)化？兩段轉(zhuǎn)化的供熱方式各有什么不同？如何確定和控制二段轉(zhuǎn)化的溫度？溫度？全部采用高溫轉(zhuǎn)化，設備費用和操作費用太高，所以采用低溫(700～800℃)轉(zhuǎn)化和高溫(1200℃)轉(zhuǎn)化的兩段方式。一段溫度對合金鋼管要求低，

3、用合金鋼管保證傳熱和供熱；二段采用磚內(nèi)襯的絕熱設備，并通入一定比例的空氣與一段的H2反應產(chǎn)生熱量和高溫(1200～1400℃)，保證CH4轉(zhuǎn)化徹底，同時加入了合成氨需要的原料N2。二段爐溫度：按甲烷控制指標來確定。壓力和水碳比確定后，按甲烷平衡濃度來確定溫度，要求yCH40.005，出口溫度應為1000℃左右。凱洛格凱洛格(Kellogg)甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化工藝流程甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化工藝流程molkJHCOOHCH4.2063)1(224???催m

4、olkJHCOOHCO2.41)2(222???催124.9.742???molkJCHCH催12.4.1722????molkJCCOCO122.36.131????molkJCOHHCO催流程1：硫含量較高流程2：硫含量較低6.變換工序的反應原理和主要任務是什么？為什么要分中溫變換和低溫變換？變換工序的反應原理和主要任務是什么？為什么要分中溫變換和低溫變換？是將原料氣中的CO變成CO2和H2。H2是合成氨需要的原料成份，CO2在后面

5、的脫碳和甲烷化兩個工序中除去，作為生產(chǎn)尿素或食品級CO2的原料。變換反應為放熱反應，溫度升高，平衡常數(shù)減小。為了變換過程進行徹底，要求盡可能低的反應溫度；但溫度低，反應速度必然減緩7.苯菲爾脫碳的主要化學反應和脫碳原理是什么？再生指數(shù)苯菲爾脫碳的主要化學反應和脫碳原理是什么？再生指數(shù)(碳化度碳化度)的定義是什么？的定義是什么？原理：CO2的吸收過程是CO2與K2CO3反應生成KHCO3。但是由于受反應速度的限制，氣體中CO2與溶液中K2

6、CO3的反應速度較慢。為了加快CO2在K2CO3溶液中的吸收速度，通常在K2CO3溶液中又添加了一種催化劑二乙醇胺再生指數(shù)(碳化度)的定義：每摩爾K2CO3所已經(jīng)吸收的CO2摩爾數(shù)，即溶液中K2CO3轉(zhuǎn)化為KHCO3的轉(zhuǎn)化度?；驶?.描述由描述由NH3和CO2合成尿素的化學反應過程與相態(tài)。合成尿素的化學反應過程與相態(tài)。（重點）（重點）上述兩個反應中，第一個反應為快速放熱反應，反應程度很大，生成溶解態(tài)的氨基甲酸銨；第二個脫水生成尿素的

7、反應為慢速吸熱反應，且為顯著可逆反應。2.尿素合成反應過程的主要副反應及控制措施。尿素合成反應過程的主要副反應及控制措施。（熟悉就行）（熟悉就行）當溫度在60℃以下時，尿素水解緩慢；溫度到100℃時尿素水解速度明顯加快；溫度在145℃以上時，水解速度劇增。尿素濃度低時，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.尿素生產(chǎn)的氨汽提法流程中，合成塔出來的尿素溶液主要經(jīng)過了那些設備，溶液的溫尿素生產(chǎn)的氨汽提法流程中，

8、合成塔出來的尿素溶液主要經(jīng)過了那些設備，溶液的溫度、壓力、組成如何？（常識了解）度、壓力、組成如何？（常識了解）設備：氣提塔，降膜分解器，目前，工業(yè)合成尿素的方法都是在液相中由NH3和CO2反應合成的，溫度的影響：溫度的影響：溫度較低時平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增加，在190℃時達最大，溫度進一步升高，平衡轉(zhuǎn)化率反而下降。一般選擇尿素合成溫度為180～190℃組成的影響：組成的影響：CO2過量對轉(zhuǎn)化率影響很小，氨過量則明顯提高轉(zhuǎn)化率。氨碳比

9、的影響如右圖。水碳比增加0.1，轉(zhuǎn)化率下降約1％。不同工藝選擇的合成過程物料比不同。如：水溶液全循環(huán)法氨碳比4.0，水碳比0.65～0.7；汽提法工藝氨碳比2.9～3.1，水碳比molkJHCOOHCO2.41222???????催催催Q(aq)KHCOO(aq)H(aq)COK(aq)CO????32322214223.93.86)()()(2????molkJlCOONHNHlCOlNH122242.45.28)()()(????m