精选化学工艺学思考题和部分答案

精选化学工艺学思考题和部分答案内容摘要：

裂解其中的大部分氢和部分甲烷分离，使 H2/CH4 比下 降，提高了乙烯的回收率，减少了甲烷塔的进料量，节约能耗。 316 根据本章所学知识，试设计一个简单的流程表述烃类热裂解从原料到产品所经历的主要工序及彼此的关系。 答： 原料 →热裂解→预分离（→裂解汽油→芳烃）→裂解气→净化（脱酸、脱水、脱炔）→深冷（压缩系统）→分离（精馏系统） 第五章 51 有哪些原料可生产合成气。 合成气的生产方法有哪些。 近年来出现哪些生产合成气的新方法。 它们与原有生产方法相比有什么优点。 答：原料：煤、天然气、石油馏分、农林废料、城市垃圾等。 合成气的生产方法： 1.以天然气为原料的生产方法 ：主要有转化法和部分氧化法。 的生产方法：主要采用部分氧化法 为原料的生产方法：有间歇式和连续式两种操作方式。 以上几种方法的比较： 制合成气的成本最低； 造合成气的成本差不多，重油和渣油制合成气可以使石油资源得到充分的综合利用； ，用它来制造合成气的成本较高，而它很容易经其他方法加工成液体燃料和化工原料，不必走合成气路线。 其他含碳原料 (包括各种含碳废料 )制合成气在工业上尚未形成大规模生产，随着再生资源的开发、二次原料的广泛利用，今后会迅速发展起来的。 生产合成气的新方法：近年来，部分氧化法的工艺因其热效率较高。 H2/CO比值易于调节，故逐渐收到重视和应用，但需要有廉价的氧源，才能有满意的经济性。 最近开展了二氧化碳转化法的研究，有些公司和研究者已进行了中间规模和工业化的扩大试验。 53 以天然气为原料生产合成气的过程有哪些主要反应。 从热力学角度考虑，对反应条件有哪些要求。 从动力学角度考虑又有哪些要求。 （ P161， 165168） 答：甲烷蒸汽转化反应 CH4＋ H2O CO＋ 3H2 CO 变 换 反 应 CO ＋ H2O CO2 ＋ H2 析碳反应 CH4 C＋ 2H2 热力学：温度 800℃以上，水碳比 以上，压力 2MPa 左右。 动力学：温度（高温使反应速率加快，所以出口残余甲烷含量低。 因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来弥补）、压力（在反应初期，增加系统压力，相当于增加了反应物分压，反应 速率加快；但到反应后期，反应接近平衡，反应物浓度很低，而产物浓度高，加压反而会降低反应速率，所以从化学角度看，压力不宜过高）、组分。 55 天然气 水蒸气转化法制合成气过程有哪些步骤。 为什么天然气要预先脱硫才能进行转化。 用哪些方法较好。 （ P169， 181182） 答： 预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。 脱硫方法有干法和湿法。 干法分为吸附法和催化转化法。 湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理 化学吸收法和湿式氧化法。 59 由煤制合成气有哪些生产方法。 这些方法相比较各有什么优点。 较先进的方法是什么。 （ P156159） 答：生产方法有固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床连续式气化法、气流床连续式气化法。 固定床间歇式气化法优点：只用空气而不用纯氧，成本和投资费用低。 固定床连续式气化法优点： ①可控制和调节炉中温度； ②因无 N2存在，不需放空，故可连续制气，生产强度较高，而且煤气质量也稳定。 流化床连续式气化法特点：提高了单炉的生产能力，适应了采煤技术的发展，直接使用小颗粒碎煤为原料，并可利用褐煤等高灰分煤。 气流床连续式气化法优点：一种在常压、高温下以水蒸气和氧气与粉煤反应的气化法，生产强度 非常大。 510 一氧化碳变换的反应是什么。 影响该反应的平衡和速度的因素有哪些。 如何影响。 为什么该反应存在最佳反应温度。 最佳反应温度与哪些参数有关。 （ P175177） 答： CO 变换反应 CO＋ H2O CO2 ＋ H2。