化学工艺学考试要点

化学工艺学考试要点内容摘要：

釜温高，如 C4 以上烃含量多 .二烯烃在再沸器聚合，影响操作且损失丁二烯 脱丙烷塔居首，置于压缩机段间除去 C4 以上烃，再进入脱甲烷塔、脱乙烷塔 .可防止二烯烃聚合 对原料的适应性 不论裂解气是轻、是重 .都能适应 不能处理含丁 =烯多的裂解气，最适合含 巳烃较多 .但丁二烯少的气体，如炼厂气分离后裂解的裂解气 因脱丙烷塔居首，可先除去 C4及更重的烃，故可处理较重裂解气，对含 C4烃较多的裂解气，此流程更能体现出其优点 冷量消耗 全馏分进人甲烷塔，加重甲烷塔冷冻负荷，消耗高能位的玲量多，冷量利用不够合理 C C4 烃不在甲烷塔冷凝，而在脱乙烷塔冷凝，消耗低能位的冷量，冷量利用台理 C4 烃在脱丙烷塔冷凝，冷量利用比较合理 分子筛干燥负荷 分子筛干燥是放在流程中压力较高温度较低的位置。 吸附有利，容易保证裂解气的露点，负荷小 情况同左 由于脱丙烷塔移在压缩机三段出口，分子筛干燥只能放在压力较低的位置，且三段出口 C3 以上重烃不能较多冷凝下来，影响分子筛吸附性能 .所以负荷大，费用大 塔径大小 因全馏分进甲烷塔，负荷大，深冷塔直径大，耐低温台金钢耗用多 因脱乙烷塔已除 C3 以上烃 .甲烷塔负荷轻，直径小，耐低温台金钢可节省。 而脱乙烷塔困压力高提馏段液体表面张力小，脱乙烷塔直径大 情况介乎前两流程之间 设备多少 流程长，设备多 视采用加氢方案不同而异 采用前加氢时，设备较少 合成气的生产方法主要有几种。 主要有转化法和部分氧化法 (1)以天然气为原料的生产方法； (2)以重油或渣油为原料的生产方法； 主要采用部分氧化法 (3)以煤为原料的生产方法； 它是在高温下以水蒸气和氧气为气化剂，与煤反应生成 CO和 H2等气体，这样的过程称为煤的气化。 以天然气为原料制合成气的成本最低；重质油与煤炭制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；轻质油价格很贵，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。 天燃气水蒸汽转化反应的催化剂组成及使用。 工业上一直采用镍转化催化剂，并添加一些助催化剂 (也称促进剂 )以提高活性或改善诸如机械强度、活性组分分散度、抗碳、抗烧结、抗水合等性能。 转化催化剂的促进剂有铝、镁、钾、钙、钛、镧、铈等碱金属氧化物和碱土金属氧化物。 转化催化剂在使用前是氧化态，装入反应器后应先进行严格的还原操作，使氧化镍还原成金属镍才有活性。 还原气可以是氢气、甲烷或一氧化碳。 天燃气水蒸汽转化反应过程的工艺条件如何选择。 从化学角度看，压力不宜过高。 但从工程角度考虑，适当提高压力对传热有利，因为甲烷转化过程需要外部供热，大的给热系数是 强化传热的前提。 提高系统压力可增大床层压降，使气流均布于各反应管。 虽然提高压力会增加能耗，但若合成气是作为高压合成过程 (例如合成氨、甲醇等 )的原料时，在制造合成气时将压力提高到一定水平，就能降低后序工段的气体压缩功，使全厂总能耗降低。 加压还可减小设备、管道的体积，提高了设备生产强度，占地面积也小。 从热力学角度看，高温下甲烷平衡浓度低，从动力学看，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。 但是，在高温下，反应管的材质经受不了，因此，为满足残余甲烷 ≤ ％的要 求，需要将转化过程分为两段进行。 第一段转化在多管反应器中进行，管间供热，反应器称为一段转化炉，最高温度 (出口处 )控制在 800℃左右，出口残余甲烷 10％ (干基 )左右。 温度在 800℃左右的一段转化气绝热进入二段转化炉 .同时补人氧气，氧与转化气中甲烷燃烧放热，温度升至 1000℃，转化反应继续进行，使二段出口甲烷降至 ％。 水碳比高，有利于防止积碳，残余甲烷含量也低。 天燃气水蒸汽转化过程为何分二段进行。 从热力学角度看，高温下甲烷平衡浓度低，从动力学看，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。 在 3MPa的压力下，为使残余甲烷含量降至 ％ (干基 )，必须使温度达到 1000℃。 但是，在此高温下，反应管的材质经受不了，因此，为满足残余。