化工工艺测试题课件.ppt

1、 化工工艺学（单元测验化工工艺学（单元测验2）一、填空题（每小题一、填空题（每小题2分，共分，共20分）分）1 生产硫酸主要原料有四种：硫铁矿、硫磺、硫酸盐、冶炼气。2在设计SO2氧化反应器时，为获得最佳经济效益，选择转化操作温度应符合以下三个条件（1）保证较高的转化率，（2）保证高的反应速率，（3）保证在催化剂活性温度范围内操作 。3影响浓硫酸吸收过程的主要因素有：硫酸浓度、硫酸温度、进气温度4 钠利用率 和 氨利用率 是氨碱法生产过程中的两个重要工艺指标。5碳酸化塔作为清洗塔用时有双重作用：一是 洗去碳酸氢钠疤垢，二是 将氨盐水进行预碳酸化 。6工业上生产尿素采用的温度一般为 180220

2、 。7实际生产过程中硫铁矿焙烧反应速度属 氧扩散 控制。8硫酸生产过程中炉气干燥用硫酸浓度一般为 9395 。9SO2氧化催化剂的主要成分是 V2O5 。10氨碱法生产过程中碳酸化是指使溶液中的氨或碱性氧化物变成碳酸盐的过程 。二、简答题（每小题二、简答题（每小题8分，共分，共 40分）分）1.为什么说钠利用率关系到氨碱法生产纯碱的各种原材料消耗？钠利用率高则（1）氨盐水消耗量减少；（2）碳酸化母液量减少；（3）石灰乳用量减少；（4）氨循环量降低。2.简述硫铁矿沸腾焙烧的工艺条件。（1）炉温炉温，影响因素有：投矿量、矿料含硫量、水分、风量，一般控制在850-900；（2）炉底压力炉底压力，取决

3、于静止料层的厚度和它的堆积密度，同炉内流速的关系不大，可采用调节风量和投料量进行炉底压力调节，一般为（表压）8.8211.76 kPa,（3）SO2浓度浓度，决定炉气量，浓度越高炉气量越小，净化负荷小，但SO2浓度的提高受焙烧过程的限制，一般13.5%。3.隔膜法电解食盐水溶液时，在电解槽石墨阳极上将发生哪些主要副反应？有何危害？如何防止？隔膜法电解食盐水溶液时，在电解槽石墨阳极上发生的主要副反应：（1）阳极上析出氯气的溶解反应：（2）阴极区OH向阳极区迁移引起中和反应（3）CIO的放电反应以及HCIO3的中和反应（4）OH的放电反应（5）氧化剂对石墨的腐蚀危害：腐蚀电极；降低阳极电流效率；氯

4、气不纯（含CO2）、烧碱中含Na2CO3。防止：维持阳极区盐水液位适当高于阴极区液位，阻止OH向阳极迁移。4.硫酸生产过程中的酸雾是怎样形成的？怎样除去？酸雾的形成：SO3在100-150就基本形成硫酸蒸气：SO3+H2O=H2SO4 当气相中的硫酸蒸气分压大于硫酸的饱和蒸气压时，硫酸蒸气会冷凝，在空中凝聚成众多的细小液滴，即为酸雾。酸雾的清除：清除酸雾的主要设备有冲挡洗涤器、文丘里洗涤器、电除尘器，其中以电除尘气为主。5.从动力学的角度简述氨盐水的碳酸化过程。（1）气相中的CO2扩散通过气膜进入液相；（2）CO2溶解在液膜中；（3）在液膜中生成的氨基甲酸铵通过液膜进入液相；（4）在液相中氨基

5、甲酸铵水解；（5）碳酸氢钠析出。三、三、流程叙述题（每小题10分，共20分）1.根据下面的流程图叙述联合制碱法的工艺流程。（1）纯碱生产从盐析结晶器分离出氯化铵结晶后的母液，往热交换器换热后，再入吸氨器吸收氨，制成氨母液，清液入碳化塔顶部，在塔内吸收由底部及中部送入的二氧化碳气体，生成碳酸氢钠结晶，由出碱口出来经真空过滤及煅烧后，即得产品纯碱。由过滤机出来的滤液，内含氯化铵，为分别起见称为母液，送氯化铵工段用。（2）氯化铵生产洗盐：洗盐：将原盐在洗盐机中用饱和盐水洗涤，以除去钙、镁等杂质。经洗过的盐称为洗盐，经粉碎机粉碎至一定的粒度，再经离心甩干机除去水分。结晶：结晶：自制碱工序来的母液，经吸

6、氨后，在热交换器中冷却，以降低温度，冷剂由盐析结晶出来的冷母液来冷却，冷却后氨母液进入冷却结晶器，结晶器上部母液经主轴流循环泵送入外冷却器冷却，冷剂用冷冻盐水，冷却降温后再返回冷析结晶器。在低温下析出氯化铵结晶，器底结晶去离心分离机经分离干燥，即得产品氯化铵。冷析结晶器上部的溢流液流入盐析结晶器，加入细盐粉，因食盐的溶解而析出氯化铵结晶，晶浆送至冷析结晶器冷却增大晶体，盐析结晶器上部溢流液经贮槽，清液去热交换器后送纯碱工序制碱用。2根据下面的流程图叙述生产发烟硫酸或浓硫酸的工艺流程。生产发烟硫酸的工艺流程:从转化工序导入的转化气，一部分进入发烟硫酸吸收塔，经发烟硫酸吸收后，与另一部分转化气混合

7、进入98硫酸的酸吸收塔，经98硫酸吸收后，导入尾气回收塔或直接放空。105硫酸的发烟硫酸由吸收塔上部分酸装置均匀分布在填料上，与转化气逆流接触，酸浓度和温度上升，然后从塔底排出，进入混酸罐与来自98硫酸吸收系统的98硫酸混合，控制循环酸中硫酸含量在104.6105.0之间。从酸罐引出的热酸由泵送入酸冷却器冷却，之后，大部分循环使用，少部分作为产品或串入98硫酸混酸罐。98硫酸吸收系统的酸亦在吸收SO3时浓度升高，温度上升，出塔后在混酸罐中与干燥塔串来的93硫酸混合，配成98.198.5的硫酸，必要时可加入水。罐中出来的热酸由酸冷却器冷却，其中大部分打入吸收塔循环使用，一小部分分别串入105和9

8、3的硫酸混酸罐。根据产品的要求，也可引出少量作为成品酸输出。生产浓硫酸的工艺流程 氧化后的转化气从塔底送入，98.3浓硫酸从塔顶喷淋，气液两相逆流接触三氧化硫被吸收得很完全。进塔气温度140160，空塔气速0.50.9m/s，吸收在常压下进行，喷淋酸温控制在50以下，出塔酸温用喷淋量控制，使出塔酸温99.99%(质)的高纯度环氧乙烷，中部侧线采出含少量乙二醇的环氧乙烷(返回乙二醇原料解吸塔)，塔釜液返回精制塔中部，塔顶馏出含有甲醛的环氧乙烷返回乙二醇原料解吸塔，回收环氧乙烷。五、应用题（五、应用题（20分）分）试根据下列反应式：molkJHCNCHCHONHCHCHCH/8.518323222

9、332设计丙烯氨氧化法生产丙烯腈的丙烯氨氧化法生产丙烯腈的生产流程，要求：(1)画出工艺流程草图；（10分）(2)说明流程及特点。（10分）解：(1)工艺流程图(2)流程及特点 丙烯氨氧化法生产丙烯腈的流程主要由反应、回收及精制三部分组成（参阅教材）化工工艺学（单元测验4）一、填空题（每小题一、填空题（每小题2分，共分，共20分）分）润滑油的一般生产过程经历润滑油的一般生产过程经历减压蒸馏减压蒸馏、丙烷脱沥青丙烷脱沥青、精制精制、脱蜡、白土补充精制或脱蜡、白土补充精制或加氢精制加氢精制等过程等过程煤的转化利用途径可分为煤的转化利用途径可分为气化气化、液化液化和和焦化焦化。煤的主要元素为煤的主要

10、元素为 C、H、O,含少量含少量 S、N。二、判断题（判断下列命题正确与否，对的划，错的划，每小题1分，共10 分）。1.当酸性气体中H2S含量不足25%时，一般选择分流法工艺流程来回收硫磺。（）2.中压法合成甲醇一般采用氧化锌/氧化铬复合催化剂。（）3.原油的减压蒸馏系统以提高拔出率、减少渣油量为其操作的主要目标。（）4.同一强度系数下进行催化裂化，原料油芳烃含量越多转化率越高。（）5.脱沥青油中若含有较多的多环长侧链芳烃，则其抗氧化性能较差。（）6.烷烃裂解炉时，提高裂解温度单烯烃收率将会增加。（）7.乙烯压缩机一般以丙烯为制冷剂为裂解气分离系统提供冷量。（）8.乙炔加氢过程中减少氢炔比可

11、减少绿油的生成。（）9.催化重整以生产高辛烷值汽油为主时，可采用较低的空速。（）10.HDA法脱烷基制苯工艺，属于热法脱烷基制苯。（）三、简答题（每小题三、简答题（每小题10分，共分，共 30分）分）1.燃料油为何还要精制？采用什么方法？燃料油为何还要精制？采用什么方法？精制目的：除去油品中的某些杂质或不理想组分，改善油品质量。精制目的：除去油品中的某些杂质或不理想组分，改善油品质量。精制一般采取加氢精制和电化学精制两种精制一般采取加氢精制和电化学精制两种2.说明原油蒸馏在减压塔前为什么要设置初馏塔？说明原油蒸馏在减压塔前为什么要设置初馏塔？原油蒸馏在减压塔前设置初蒸塔原因：原油蒸馏在减压塔前

12、设置初蒸塔原因：分馏出轻馏分；减轻压力降；避免酸性腐蚀；分馏出轻馏分；减轻压力降；避免酸性腐蚀；3.简述润滑油溶剂精制、脱蜡的作用。简述润滑油溶剂精制、脱蜡的作用。利用某些溶剂对石油馏分各种烃类的溶解度不同而将润滑油不需要组分分离出利用某些溶剂对石油馏分各种烃类的溶解度不同而将润滑油不需要组分分离出来。来。选择的溶剂对润滑油的非理想组分选择的溶剂对润滑油的非理想组分(不需要组分不需要组分)溶解度大而对润滑油的理想组溶解度大而对润滑油的理想组分溶解度小，分离操作后改善润滑油的质量。分溶解度小，分离操作后改善润滑油的质量。主要除去的有芳香烃、胶质、硫化物、环烷酸等粘度指数小、抗氧化安定性差主要除去

13、的有芳香烃、胶质、硫化物、环烷酸等粘度指数小、抗氧化安定性差的物质。的物质。四、四、流程叙述题（每小题10分，共20分）1.根据下面的流程图叙述延迟焦化延迟焦化的工艺流程。n原料经加热炉对流室预热管预热至原料经加热炉对流室预热管预热至350 C进入焦化分馏塔下部进入焦化分馏塔下部与来自焦炭塔顶的高温油气换热，可同时将轻质油蒸出。换热与来自焦炭塔顶的高温油气换热，可同时将轻质油蒸出。换热后原料油温度约后原料油温度约390 395 C，再与循环油一起泵入加热炉炉管，再与循环油一起泵入加热炉炉管，迅速加热到迅速加热到500 C再进入焦炭塔底。为了防止炉管结焦，需向再进入焦炭塔底。为了防止炉管结焦，需

14、向炉管内注水以加大流速。渣油在焦炭塔内停留足够长时间以完炉管内注水以加大流速。渣油在焦炭塔内停留足够长时间以完成裂化、缩合反应，生成的焦炭留在焦炭塔内。高温油气从塔成裂化、缩合反应，生成的焦炭留在焦炭塔内。高温油气从塔顶通入分馏塔下部；经换热后分馏得到产品气、汽油、柴油等。顶通入分馏塔下部；经换热后分馏得到产品气、汽油、柴油等。焦炭塔轮流使用。焦炭塔轮流使用。2根据下面的流程图叙述常减压蒸馏常减压蒸馏的工艺流程。初馏：初馏：塔顶130C,分出重整原料或重汽油。侧线不出产品，塔底液进入常压塔继续蒸馏。常压精馏：常压精馏：初馏塔底原油经常压炉加热到360 370C进入常压塔，塔顶温度90110 C

15、,塔顶出汽油。侧线出重柴油、轻柴油、煤油；塔底液到减压精馏。减压减压精馏：精馏：常压塔塔底经减压炉加热到410C左右进入减压分馏塔，塔顶不出产品只分出不凝气和水蒸气，经冷凝冷却抽出不凝气使塔内保持减压状态。侧线分出润滑油或裂化原油，塔底为减压渣油，也用过热蒸汽汽提出轻组分后出塔。硫化物硫化物硫化氢硫化氢 RSH+H2 RH+H2S RSR +2H2 H+R H+H2S +4H2 +H2S 氮氮NH3 +5H2 C5H12+NH3 R-SC-C-C-CRN五、应用题（五、应用题（20分）分）试根据下列反应式：设计加氢精制的的生产流程，要求：(1)画出工艺流程草图；（10分）(2)说明流程及特点。

16、（10分）(1)工艺流程图；(2)说明流程及特点。加氢精制特点：加氢精制特点：可同时脱除硫、氮、氧等杂原子，使烯烃和可同时脱除硫、氮、氧等杂原子，使烯烃和某些稠环芳烃加氢饱和。适用范围广泛，精制油质量好，收某些稠环芳烃加氢饱和。适用范围广泛，精制油质量好，收率高。率高。加氢精制流程：加氢精制流程：焦化柴油加热到焦化柴油加热到400左右与换热后的氢气混左右与换热后的氢气混合进入反应器。反应温度为合进入反应器。反应温度为370400，压力约为，压力约为8MPa。离。离开反应器的反应产物冷却到开反应器的反应产物冷却到40进入高压分离器，分离出的进入高压分离器，分离出的氢经压缩后循环使用。出高压分离器的产物再经低压分离器氢经压缩后循环使用。出高压分离器的产物再经低压分离器（0.7MPa）分离出燃料气。液体产物经碱洗除去）分离出燃料气。液体产物经碱洗除去H2S，加热，加热后进入分馏塔，塔顶得到燃料气和粗汽油，塔底可得精制柴后进入分馏塔，塔顶得到燃料气和粗汽油，塔底可得精制柴油。油。