化工工艺学课程总结及复习_化工工艺学课程总结

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，1 1.4 化工工艺学的研究对象与内容

1.5化工生产工艺步骤、化工生产工艺过程

1.6 化工工艺流程主要单元组合、反应器选择、组织工艺流程遵循的原则

2化工原料分类及来源

2.1费托合成原理、催化剂、产物、焦化产物及组成2.2 原油脱盐、催化裂化反应器、再生器、石油的一次加工 2.3天然气组成、利用途径

2.4化学矿物、磷肥生产方法、硼镁矿制硼砂的的简要工艺 2.5生物质作为化工原料基本途径3.1合成氨生产过程、间歇式制气法阶段、蒸汽转化法及催化剂、合成氨各种制气所使用的气化剂、原料气净化、工业甲烷水蒸气转化催化剂、一氧化碳变换催化剂、变换反应器类型、脱硫方法、脱碳方法、氨合成工艺条件选择

3.2生产硫酸的原料、接触法生产硫酸工序、二氧化硫炉气净化方法、二氧化硫催化氧化原理、工艺条件、浓硫酸吸收主要因素、硫酸厂废水来源及处理

3.3纯碱的生产方法、候氏制碱法原料预处理、联合制碱过程及主要工序、主要设备及要求

3.4分解电压、过电压、电流效率、电极反应、食盐水电解制氯气和烧碱方法、隔膜法电解原理、离子交换膜法流程、隔膜法电解食盐水电极产物溶液成分

4.4.1裂解气的工业分离法、脱水方法、裂解温度、烃类热裂解反应动力学、裂解工艺过程、降低裂解反应压力方法、裂解气中的乙炔处理

4.2非均相催化氧化反应传热，环氧乙烷的生产方法、丙烯腈生产方法原理、精制；工艺条件、转化率；乙烯均相络合催化氧化制乙醛原理、工艺条件、催化剂、乙烯环氧化原理、乙烯环氧化催化剂、致稳气及其作用

4.3加氢脱氢一般规律反应、加氢反应原理、液相加氢反应器、烃类脱氢工艺条件、乙苯脱氢原理、工艺条件、反应器、水蒸气作用；苯加氢制环已烷原理及催化剂、一氧化碳加氢合成甲醇催化剂、工艺条件

4.4 甲基叔丁基醚的生产方法、催化剂、催化反应精馏塔生成MTBE、乙苯的生产方法

4.5醋酸的生产方法、丙烯氢甲酰化热效应、生产方法、丙烯氢甲酰化合成丁醛主副反应及要求、甲醇的羰化反应、一氧化碳加氢合成甲醇的转化率

4.6氯化剂、氯乙烯生产方法、乙烯氧氯化法原理和原料配比、环氧氯丙烷生产方法及原理5.1精细化工特点、精细化工发展的方向

5.2磺化剂、浓硫酸作磺化剂特点、磺化反应影响因素、苯及其衍生物的磺、萘的磺化、气态三氧化硫磺化法生产十二烷基苯磺酸钠工艺特点，磺化反应的π值及其计算

5.3工业硝化剂、硝化方法、硝化产物分离、硝化反应特点及分类、芳烃硝化副反应、传统硝化法生产硝基苯

5.4酯的合成方法、主要酯化反应、催化剂、酸酐与醇或酚的反应原理、叔醇及酚类的酯的合成、提高直接酯化法酯的产率6.1聚合物的主链结构、自由基聚合特征、方法、高分子合成反应及成型加工、合成纤维生产

6.2聚合原理、自由基共聚合反应机理、自由基聚合的特征、聚合反应方法、聚合物改性方法

6.3 PVC树脂的生产方法、聚乙烯聚合工艺、聚丙烯生产方法、PET树脂合成工艺路线、PET改性7.1物料衡算和热量衡算的主要步骤、转化率、总转化率、反应选择性、单程收率、总收率、转化率选择性收相互关系

7.2物料质量平衡关系、一般计算方法，具有循环过程的物料衡算方法、计算式 7.3热量衡算式、热量衡算基本步骤三废

8.1工业废气、废气处理技术及主要工艺、催化燃烧技术

8.2工业废水、常规处理低浓度有机废水的方法、主要新型污水处理技术 8.3工业废渣、工业固体废弃物主要种类及处理方法 8.4绿色化学、原子经济性、原子利用率

1.试分析空速对氨合成的影响

2.简要说明列管式固定床氧化反应器优势 3.绿色化工工艺的绿色体现 4.精细化率及其意义 5.SO2催化氧化间接换热特点

6.简述气相氯化和液相氯化反应的特点 7.精细化学品

8.常规处理低浓度有机废水的曝气池活性污泥法原理及其主要操作方法 9.试分析压力对氨合成的影响 10.非均相催化氧化反应的特点是什么 11.简述精细化工特点 12.绿色化学

13.浓硫酸吸收过程中，从吸收率角度考虑，酸温低好，但实际生产中为什么不能控制过低？

14.什么是氧化反应的致稳气？其作用是什么？

15.根据SO2氧化成SO3的反应特点，分析反应条件确定的依据和工艺上采取何种形式的反应设备和措施。16.简述自由基聚合的特征

1.以硫酸[w（H2SO4）=98%]为磺化剂进行蒽单磺化，反应停止时，体系硫酸浓度分别为53%，求⑴磺化剂初始浓度α值；⑵此时体系的π值；⑶每摩尔蒽单磺化时所需要的硫酸量X。解：

⑴α=（80/98）×98%=80 ⑵π=（MSO3/MH2SO4）×53 =（80/98）×53 =43 ⑶X =80（100-π）/（α-π）

=80（100-43）/（80-43）=123.24

2.某氯碱厂现有电解槽60台，电角槽电流强度18000A，一昼夜可生产电解液146.2m3，电解液中NaOH浓度125g/L，试计算阴极电流效率。KNaOH=1.492g/Ah 解：

G实146.212510318.275t

G理KIt1.492g/Ah10000A24h60106t/g =21.485t 电流效率G实际产量100%实100%

理论产量G理18.275100% 21.485 85.1% 3.石灰窖装入石灰石和焦炭，煅烧生产石灰和二氧化碳，石灰石含CaCO396%，焦炭含碳85%，其余为灰分，配焦率8%，若焦炭燃烧完全和石灰石分解完全，求分解热效率。（炭燃烧热32780J/g，H=179.6KJ/mol，CaCO3分子量100.1）（本小题7分）

解：石灰石分解反应：CaCO3CaOCO2H

H=生成物生成热－反应物生成热=179.6KJ/mol 设基准：100Kg石灰石

CaCO3摩尔质量：100.1（g/mol）

故反应吸热：179.6×100×1000×96%÷100.1=17224300（J）

炭的燃烧热为32780（J/g），实用8Kg 则：燃烧放热 32780×8×1000×85%=222904（J）分解热效率分解CaCO3吸热100%

燃料放热172243000100%

222904000 77.3%

4.石灰石含CaCO3 90%，MgCO35%，惰料4.5%，余为水分，燃烧时碳酸盐各有95%分解，固体燃料燃烧完全，若不考虑固体燃料的灰份混入，试计算生产一吨石灰所需的石灰石量。（Ca：40，C：12，O：16，Mg：24.3）

解：石灰石的煅烧反应为: CaCO3 → CaO + CO2 MgCO3 → MgO + CO2

56 44 84.3 40.3 44 基准：1000kg石灰石（2分）

含CaCO3900 kg； 生成CaO 900×95%×（56/100）= 478.8 kg

生成CO2 900×95%×（44/100）= 376.2 kg 未反应CaCO3 900×（1－95%）= 45.0 kg 含MgCO3 50 kg； 生成MgO 50×95%×（40.3/84.3）= 22.7kg

生成CO2 50×95%×（44/84.3）= 24.8 kg 未反应MgCO3 50×（1－95%）= 2.5 kg 未反应惰料；1000 × 4.5% = 45.0 kg 煅烧生成水；1000 ×（1－90%－5%－4.5%）= 5.0 kg 1000kg石灰石煅烧后输出固态物总量（即石灰石生成量）478.8 + 45.0 + 22.7 + 2.5 + 45.0 = 594.0 kg 则生产一吨石灰需用石灰石量为： 1 × 1000 ÷ 594.0 = 1.684 吨

5．某厂电解车间的槽电压为3.32 V，电流效率为95%，求生产1吨纯烧碱需要多少千瓦·小时电？若由于导电不良使槽电压增加0.1V，求生产一吨纯烧碱需要多消耗多少千瓦·小时电？（NaOH电化当量为1.492g/Ah）

W实 = QU/(1000 nI)=(U/K nI)×103kW·h =3.32÷(1.492×0.95)×1000 = 2342 kW·h（3分）

槽电压增加0.1V时，U = 3.32 V＋0.1V = 3.42 V W实 = 3.42÷(1.492×0.95)×1000 = 2413 kW·h（3分）2413-2342=71 kW·h 6.采用富氧空气法造气，若要得到合格的半水煤气[N2：（CO+H2）=1:3]，请计算理论上富氧空气中O2的含量为多少？

1Hr123kJ/mol已知：CO2CO22 CH2OCOH2(1)

Hr119kJ/mol(2)

解：设富氧空气的氧含量为x%，设100mol空气

根据（1）式放出的热量等于（2）吸收的热量则： x123n(CO)119可得(COH2)为解得2n2.068xn1.034x

根据物料平衡可知 n(COH2)2.068x3n(N2)100x1解得x59.2

故富氧空气的氧含量为59.2% 7.以含有甲烷97%的天然气为原料生产醋酸。已知甲烷制备乙炔的收率为20%，乙炔制备乙醛的收率为60%，乙醛制备醋酸的收率为90%。计算生产100kg醋酸需要的天然气量（m3）。

解：以1000kg的醋酸为计算基准

100kg1.667kmol 60 设所需的天然气mol数为x x97%20%60%90%1.667kmol解得x15.91kmol

设天然气可看成是理想气体，则

所需天然气体积V15.9122.4356.44m3

8.某氯碱厂现有电解槽60台，电角槽电流强度18000A，一昼夜可生产电解液146.2m3，电解液中NaOH浓度125g/L，试计算阴极电流效率。KNaOH=1.492g/Ah 解：

G实146.212510318.275t

G理KIt1.492g/Ah10000A24h60106t/g =21.485t

G实实际产量100% 电流效率100%

理论产量G理 18.275100% 21.485 85.1%

9.某碱厂电解槽的电流强度为18500A求每日理论上可生产烧碱、氯气和氢气各多少吨？（法拉第常数为96500 C，NaOH —40，Cl—35.5，H—1）。解：每个电解槽每天反应n法拉第电量

185002436001.6564104F

n96500 NaOH：（1.6564×104×40）/（1×106）=0.6625吨 Cl2：（1.6564×104×35.5）/（1×106）=0.588吨 H2：（1.6564×104×1）/（1×106）=0.0166吨

10.以含有甲烷97%的天然气为原料生产醋酸。已知甲烷制备乙炔的收率为20%，乙炔制备乙醛的收率为60%，乙醛制备醋酸的收率为90%。计算生产100kg醋酸需要的天然气量（m3）。解：以1000kg的醋酸为计算基准

100kg1.667kmol 60 设所需的天然气mol数为x x97%20%60%90%1.667kmol解得x15.91kmol

设天然气可看成是理想气体，则

所需天然气体积V15.9122.4356.44m3

11.甲醇催化氧化制甲醛。已知：甲醇（CH3OH）转化率为80%，甲醛（HCHO）选择性为90%；；原料气中甲醇含量40%，空气为60%，试求生产1吨甲醛需要原料气多少m3？（本小题8分）。

解：以1000kg甲醛为计算基准

100033.33kmol甲醛的收率为：y=80%×90%=72%

所需甲醇的摩尔数为：33.33/0.72=46.29kmol 设原料气可作为理想气体，则

原料气量（46.29×22.4）/0.4=2592m3 12.例7-2 13.例7-3 14.例7-4 15 例7-9

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