附图：天然气一水蒸气转化工艺流程示意图
l—钴钼加氢脱硫器；2一氧化锌脱硫罐；3——段炉对流段；4_--段炉辐射段；5一二段转化炉；6一第一废热锅炉；７—第二废热锅炉；８—汽包；9—辅助锅炉；10—排风机；11一烟囱 3、甲烷蒸汽二段转化的目的：
； 。
4、一氧化碳高变催化剂是以 为主体，以 为主要添加物的多成分铁-铬系催化剂。 5、脱硫方法分为干法脱硫和湿法脱硫，湿法脱硫按其作用原理可分为 ； ； 。
9、提高平衡氨含量的途径有： ； ； ； 。
10、接触法制造硫酸生产过程包含有三个基本工序： ； ； 。 11、硫铁矿在氧较充足的条件下，其焙烧反应方程式为 。 12、SO2催化氧化所用催化剂为： 。
13、为了降低尾气中SO2的含量，提高硫的利用率，对SO2的转化工艺进行了改进，最有效的技术
是 。
14、生产纯碱最重要的方法为 、 和天然碱加工。
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15、氨碱法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于 。 16、裂解气从裂解炉出来之后应立即进行 处理，然后再净化。 1、 请绘出以硫铁矿为原料生产硫酸的方块流程图。
2、不论是氨的合成还是裂解气的分离，都要进行压缩，而且采用的是多级压缩，为什么？ 3、联合法制碱包括哪两个过程？绘出其原则流程图？ 4、简述天然气为原料进行蒸汽转化的工艺条件。
5、3、CO变换所用催化剂分为 、 和宽温耐硫变换催化剂。
4、脱硫方法分为干法脱硫和湿法脱硫，其中低温甲醇洗涤法属于 。干法脱硫中 最典型的方法是 。
5、铜铵液吸收法中，所采用的再生装置中三个塔从上到下的正确位置是： 、
、 。
6、氨合成反应过程由气固相催化反应过程的 、 和 等一系列连续步骤组成。 简述甲烷蒸汽转化过程中防止炭黑的生成条件及消除炭黑的方法。 9、SO2炉气干燥所采用的干燥剂为 。 10、硫酸的生产方法主要有 和 两种方法。
11、纯碱的分子式为Na2CO3，倍半碱的分子式为 ，洁碱的分子式为： 。 12、联合法制碱过程中，碳酸化所需的CO2主要来源于 。 1、 绘出天然气为原料合成氨的方块流程图
2、简述甲烷蒸汽转化过程中防止炭黑的生成条件及消除炭黑的方法。 3、氨合成的工艺条件如何选择？
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4、简述氨碱法制纯碱包括哪些过程？
5、比较甲烷蒸汽转化、一氧化碳变换、氨的合成、二氧化硫氧化所采用催化剂的情况。 1.芳烃的来源有哪些？
16、简要回答丙烯腈生产过程中的含腈废水是怎样进行处理的。
答：(1) 水量少而HCN和有机腈化合物含量高的废水(例如急冷塔排出的废水)，一般是经过滤除去固体杂质后，可采用燃烧法处理，以空气作氧化剂，将废水直接喷入(或用碱水处理后再喷入)烧却炉，用中压水蒸气雾化并加入辅助燃料，进行烧却处理。
(2) 当废水量较大氰化物(包括有机腈化物)含量较低时，则可用生化方法处理。最常用的法是曝气池活性污泥法或生物转盘法。
11、烃类热裂解过程中为什么常用水蒸气做稀释剂？
答：水蒸气除了能降低烃分压外，还有如下优点：热容大，能稳定炉温，保护炉管；易于分离，便宜易得；可以抑制原料中的硫对合金钢裂解管的腐蚀作用；水蒸气在高温下有清焦作用；水蒸气的氧化性使金属表面的铁、镍形成氧化薄膜，减轻了铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用。
12、烃类热裂解制乙烯的过程中，结焦和生炭的机理有何不同？ 答：结焦是在较低的温度下（〈1200K〉通过芳烃缩合而成；生碳是在较高的温度下(1200K)通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠合的碳原子
13、烃类热裂解过程有那些工艺特点？
答：①强吸热反应，且须在高温下进行，反应温度一般在750K以上；②存在二次反应，为了避免二次反应，停留时间很短，烃的分压要低；③反应产物是一复杂的混合物，除了气态烃和液态烃外，尚有固态焦的生成
16、在丙烯氨氧化合成丙烯腈的工艺中含氰废水是怎样进行处理的？
答：(1) 水量少而HCN和有机腈化合物含量高的废水，一般是经过滤除去固体杂质后，可采用燃烧法处理，以空气作氧化剂，将废水直接喷入(或用碱水处理后再喷入)烧却炉，用中压水蒸气雾化并加入辅助燃料，进行烧却处理。 (2) 当废水量较大氰化物(包括有机腈化物)含量较低时，则可用生化方法处理。
17、 石油加工方法中，什么是催化裂化、催化重整和加氢裂化？
答：催化裂化目的是将不能用作轻质燃料的常减压馏分油，加工成辛烷值较高的汽油等轻质燃料；催化重整是使原油常压蒸馏所得的轻汽油馏分经过化学加工转变成富含芳烃的高辛烷值汽油的过程，现在该法不仅用于生产高辛烷值汽油，且已成为生产芳烃的一个重要方法；加氢裂化是炼油工业中增产航空喷气燃料和优质轻柴油常采用的一种方法，所用的原料是不容易处理的一些重质油品。
18、 烃类热裂解制乙烯的反应中，烷烃、环烷烃和芳烃各有什么反应规律？ 答：
8. 简述芳烃的主要来源。 答：芳烃的主要来源有：
（5） 从煤焦化副产煤气所得粗苯和煤焦油中提取； （6） 从催化重整汽油中提取；
（7） 从烃类热裂解制乙烯所得裂解汽油中提取； （8） 轻烃芳构化和重芳烃轻质化制芳烃。
9. 在乙烯直接氧化制环氧乙烷过程中，与空气氧化法相比较，氧气氧化法有哪些优点？ 答：与空气氧化法相比，用氧气氧化乙烯制环氧乙烷具有如下优点：
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（5） 空气氧化法反应部分的工艺流程较为复杂，需要空气净化系统、排放气氧化和吸收系统及催
化燃烧系统，2~3台氧化反应器。而氧气氧化法只需要一台反应器，不需要上述系统，仅多了一套脱碳系统，不包括空气分离装置时，氧气氧化法的建厂费用和固定资产投资比空气氧化法省。
（6） 氧气氧化法的催化剂不会受空气污染，且氧化反应温度低，因此催化剂的寿命长。 （7） 氧气氧化法可采用浓度较高的乙烯，反应器的生产能力比空气氧化法高。 （8） 氧气氧化法的乙烯消耗定额和电力消耗比空气氧化法低。 10. 说明氨合成催化剂的组成及其作用。
答：氨合成催化剂的组成包括α—Fe，Al2O3，K2O，CaO，MgO，SiO2等。
（6） 氨氧化催化剂的活性组分是α—Fe，未还原时为FeO +Fe2O3，其中FeO占24~38%，
Fe2+/Fe3+=0.5，一般在0.47~0.57之间，可视为Fe3O4，具有尖晶石结构。
（7） Al2O3的作用：Al2O3与Fe3O4作用可形成FeAl2O4，具有尖晶石结构，当催化剂还原后，Fe3O4
被还原为α—Fe，而未被还原的Al2O3仍保持着尖晶石结构，起到骨架作用，从而防止铁细晶的长大，使催化剂的比表面积增加，活性增加。因此，Al2O3为结构型助催化剂，氧化镁的作用与Al2O3的作用相似，也是结构型助催化剂。
（8） K2O的作用：氧化钾是电子型助催化剂，在Fe—Al2O3催化剂中添加氧化钾后，可以使金属
的电子逸出功下降，有助于氮的活性吸附。
（9） CaO的作用：CaO的作用与K2O相似，也是电子型助催化剂，同时，氧化钙能降低固熔体
的熔点和粘度，有利于三氧化二铝和四氧化三铁固熔体的形成，提高催化剂的热稳定性。
（10）Si2O的作用：二氧化硅是磁铁矿中的杂质，具有中和K2O和CaO的作用，此外，Si2O还具
有提高催化剂抗水毒害和耐烧结的性能。
11. 天然气蒸汽转化反应是体积增大的可逆反应，加压对化学平衡不利，为什么还要加压操作？ 答：从烃类蒸汽转化反应的平衡考虑，反应宜在低压下进行，但从20世纪50年代开始，逐渐将压力提高到3.5~4.0MPa下操作，现在的最高压力可达5MPa。其原因如下： （4） 可以节省压缩功耗。
烃类蒸汽转化为体积增大的反应，而气体的压缩功与被压缩气体的体积成正比，所以压缩含烃原料和二段转化所需的空气的功耗要比压缩转化气节省。同时由于氨是在高压下合成的，氢氮混和气压缩的功耗与压缩前后压力比的对数成正比，这就是说，合成压缩机的吸入压力越高，压缩功耗越低。尽管转化反应压力提高后，原料气压缩和二段转化所用的空气压缩机的功耗要增加，但单位产品氨的总功耗还是减少的。
（5） 可以提高过量蒸汽余热的利用价值。
由于转化是在过量水蒸气条件下进行的，经一氧化碳变换冷却后，可以回收原料气中大量余热。其中水蒸气的冷凝热占有相当大的比重，这部分热量与水蒸气的分压有直接关系，压力越高，水蒸汽的分压也越高，因此其冷凝温度（即露点）越高，在同一汽气比条件下，低变炉出口气体的露点随压力的升高而增加，蒸汽冷凝液利用价值也就越高，温度相同，压力越高，热效率越高，即回收的热量越多。
（6） 可以减少原料气制备与净化系统的设备投资。
转化压力提高，变换、净化以至到氢氮混和气压缩机前的全部设备的操作压力都随着提高，对于同样的生产规模，在一定程度上，可以减少设备投资，而且在加压条件下操作，可提高转化和变换的反应速率，可以减少催化剂用量。
12. 在烃类热裂解的过程中，加入水蒸气作为稀释剂具有哪些优点？ 答：在烃类热裂解的过程中，加入水蒸汽作为稀释剂具有如下优点： （6） 水蒸汽的热容较大，能对炉管温度起稳定作用，因而保护了炉管。 （7） 水蒸汽价廉易得，且容易与裂解产物分离。
（8） 水蒸汽可以抑制原料中的硫化物对合金钢裂解炉管的腐蚀。
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（9） 水蒸汽可以与裂解管中的焦炭发生水煤气反应而清焦。
（10）水蒸汽对金属表面起一定的氧化作用，使金属表面的铁镍形成氧化膜，从而减轻了铁、镍对
烃类气体分解生炭的催化作用。
13. 裂解气的压缩为什么采用多级压缩？确定压缩段数的依据是什么？ 答：；裂解气的采用多级压缩的优点：
（4） 节约压缩功耗，压缩机压缩气体的过程接近绝热压缩，功耗大于等温压缩，如果把压缩分为
若干段进行，段间冷却移热，则可节省部分压缩功，段数越多，越接近等温压缩。
（5） 裂解气中的二烯烃易发生聚合反应，生成的聚合物沉积在压缩机内，严重危及操作的正常进
行。而二烯烃的聚合速度与温度有关，温度越高，聚合速度越快，为了避免聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度不高于100℃ 。
（6） 减少分离净化负荷，裂解气经过压缩后段间冷凝，可除去大部分的水，减少干燥器的体积和
干燥剂的用量，延长干燥器的再生周期；同时还可以从裂解气中分凝出部分C3及C3以上的重组分，减少进入深冷系统的负荷，从而节约了冷量。
根据每段压缩后气体温度不高于100℃，避免二烯烃在压缩机内发生聚合反应，压缩机的压缩比为2左右，并依据气体的最初进口压力和最终出口压力来确定压缩机的段数。 14. 说明在裂解气的分离过程中，设置冷箱的作用及其特点。
答：在烃类热裂解的裂解气分离的过程中，设置冷箱的作用提高乙烯的回收率。
冷箱的特点：
（5） 用冷箱分出氢气（91.48%），使脱甲烷塔的CH4/H2增加，从而使乙烯的回收率增加。 （6） 冷箱分出的富氢可作为炔烃加氢的原料。
（7） 冷箱采用逐级冷凝，分股进料，从而减轻脱甲烷塔的负荷。 （8） 流程通过节流阀A、B、C的节流制冷作为低温冷量的来源。 冷箱适用于生产规模大，自动化水平高，原料气组成稳定的流程。 4. 氧气氧化法乙烯环氧化制环氧乙烷。
（1）化学反应：C2H4 + 1/2O2 C2H4O
（2）催化剂：活性组分：Ag。载体：碳化硅，α—Al2O3和含有少量SiO2的
α—Al2O3，助催化剂：碳酸钾、碳酸钡和稀土元素化合物。 （3）反应压力：1.0~3.0 MPa。 （4）反应温度：204~270℃ 5. 丙烯氨氧化制丙烯腈。
（1）化学反应：CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CHCN + 3H2O （2）催化剂：①钼酸铋系：P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/Si2O；②锑系：Sb-Fe-O。 （3）反应压力：常压。
（4）反应温度：最佳温度：440℃。 6. 氢氮气合成氨
（1）化学反应：N2 + 3H2 2NH3
（2）催化剂：α—Fe-Al2O3-MgO-K2O-CaO-SiO2 （3）反应压力：15MPa。 （4）反应温度：390~520℃。 4. 氢氮气合成氨的Kellogg流程 回答问题：
（7） 设置甲烷化气-新鲜气换热器2和水冷器3的目的是什么？ （8） 氢氮气的压缩采用何种类型的压缩机？ （9） 高压氨分离器的温度是多少？
（10）什么是弛放气？什么是放空气？为什么要放空？放空气在放空前为什么要设置放空气氨冷
器和放空气分离器？
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化学工艺学复习题(DOC)
