陕西科技大学机电过控复习专刊第五期第一部分Word文档下载推荐.doc
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总分
得分
阅卷人
一,填空,25分,每题1分
1、合成氨原料气中的硫分为无机硫H2S和有机硫CS2、COS、硫醇、噻吩、硫醚等。
2、气体脱硫方法按脱硫剂的形态可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫。
湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。
3、煤气发生炉可根据使用气化剂和煤气热值不同,一般可以分为空气煤气、混合煤气、水煤气、半水煤气。
4、热能回收有两种方式,一种是余热副产蒸汽,一种是加热锅炉给水。
5、煤的气化是指利用煤或半焦与气化剂进行多相反应产生碳的氧化物、氢气、甲烷的过程。
6、对于移动床气化炉而言,炉内料层可分为六个层带,自上而下分别为空气层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层。
7、合成氨过程中,要求半水煤气的组成满足:
n(CO+H2)/n(N2)=3.1-3.2。
8、根据自控水平及维护炉内工作状况稳定的原则,一般循环时间为2.5-3min。
9、在间歇制气过程中,要求在正常生产条件下,吹出物量不应超过总入炉燃料量的4%,一般生产1m3的半水煤气,约消耗0.95-1.05m3的空气。
10、烃类蒸汽转化催化剂中,活性组分是镍,但其以氧化镍形式存在于催化剂中,因此在使用时必须先用氢气或一氧化碳进行还原。
11、目前常用于合成氨原料气精制的方法有铜氨液洗涤法、甲烷化法和液氮洗涤法。
12、铜洗工艺流程由吸收和再生两部分组成。
13、氨合成塔通常由外筒和内件两部分组成。
14、目前常用合成塔塔形有冷管式和冷激式。
15、提高压力、降低温度和减少惰性气体,平衡氨含量随之提高。
16、合成氨温度控制的关键是催化床层热点温度和入口温度的控制。
17.硫铁矿的焙烧,主要是矿石中的二硫化铁与空气中的氧反应,生成二氧化硫炉气。
18.硫铁矿焙烧,当空气过剩量大时,最后生成红棕色的固态物质三氧化二铁;
当空气过剩量小时,则生成黑色固态物质四氧化三铁。
19.影响硫铁矿焙烧速率的因素有温度、矿料的粒度和氧的浓度。
20.沸腾焙烧炉的炉内空间可分为空气室、沸腾层和上部燃烧空间三部分。
21.二氧化硫催化氧化器通常采用多段换热的形式,段间换热主要有间接换热式和
冷激式两种。
间接换热又分为内部间接换热和外部间接换热。
22.冷激方式有炉气(SO2)冷激、空气(O2)冷激两种方式。
23.空速是每小时通过1m3催化剂床层的气体标准体积数,m3(气体)/m3(催化剂)·
h
空时(接触时间)是表示气体混合物流过床层的平均逗留时间。
24,水质污染的五个指标是悬浮物,有机物浓度,PH值,水质的细菌污染指标,水中有毒物质指标。
25,工业三废是指废水,废渣,废气,废气处理的两个主要方法是脱硫和脱硝。
二,判断选择,15分,每题0.5
1.浓硫酸中结晶温度最低的是98.3%的硫酸。
(×
)
2.硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大,于98.3%时达到最大值。
(√)
3.减小硫铁矿粒度,可以增加接触面积,从而焙烧速率加快。
(√)
4.提高除酸雾效率,采取逐级减小酸雾粒径逐级分离的方法。
(×
5.二氧化硫氧化为三氧化硫的反应为可逆吸热、体积增大的反应。
(×
)
6.二氧化硫炉气中水蒸气的分压大于浓硫酸液面上的水蒸气分压时,炉气即被干燥。
(√)
7.“两转两吸”流程比“一转一吸”流程最终转化率高。
(√)
8.三氧化硫的吸收,从吸收的角度考虑,酸温高好。
(×
9、由氨合成反应特点可知,提高温度、降低压力有利于氨的生成。
(×
10、铁催化剂在还原前的主要成份是Fe2O3和FeO。
(√)
11、要使平衡氨含量尽量增大,应增大混合气体中惰性气体含量。
12、传统磁铁催化剂中,当Fe2+/Fe3+等于或接近0.5时,催化剂还原后的活性最好。
(√)
13、原料气中CO2可使氨合成催化剂永久中毒。
14、氨合成时,提高压力,可提高氨净值。
15、在一定的空速下,合成压力越高,出口氨含量越高。
(√)
16、由于惰性气体既不参与反应,也不毒害催化剂,所以对氨合成无影响。
17、氨合成时,惰性气体的放空位置应选择在惰性气体含量高而氨含量最小的地方。
18、氨合成反应过程属于气—固相非催化反应过程。
19、在其他条件一定时,增加空间速度能提高催化剂生产强度。
20、甲烷化法是在催化剂镍的作用下将一氧化碳、二氧化碳加氢生产甲烷而达到气体精制的方法。
甲烷化过程消耗氢气而生成无用的甲烷。
甲烷化是甲烷转化的逆反应。
(√)
21、以空气为气化剂生产的煤气叫做水煤气,其组成中含有大量的H2和CO,发热量很高,可作为燃料。
22、煤气中的硫主要以SO2、硫醇形式存在。
23、水碳比越高,越有利于甲烷的蒸汽转化。
24、压力越高,越有利于甲烷的蒸汽转化。
(×
25、提高转化温度,有利于甲烷的蒸汽转化,同时可抑制析碳反应的进行。
)
26、二段转化过程中,要求催化剂中镍含量要高。
27、烃类蒸汽转化催化剂的永久性毒物主要是硫化物及砷化物。
28、在氨合成塔中安置热交换器的目的是(A)。
A、预热原料气调节合成塔温度以利于NH3的合成
B、降低出塔气体的温度,以利于NH3的分离
C、终止合成氨的反应
D、降低出塔混合气的压强
29、氨合成时,惰性气体的存在会降低H2、N2气的分压,对反应(C)
A、平衡有利,速度不利B、平衡不利,速度有利
C、平衡和速度都不利D、平衡和速度都有利
30、氨合成时,采用(D)方法可提高平衡氨含量
A、高温高压B、高温低压C、低温低压D、低温高压
三,简答,40分
1、合成氨原料气为何要进行脱硫?
答:
硫是各种催化剂的毒物。
对甲烷转化和甲烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、甲醇合成催化剂、氨合成催化剂等的活性有显著的影响。
硫化物还会腐蚀设备和管道,给后工序的生产带来许多危害。
因此,对原料气中硫化物的清除是十分必要的。
同时,在净化过程中还可得到副产品硫磺。
2.影响一氧化碳平衡变换率的因素有哪些?
如何影响?
1.温度的影响。
温度降低,平衡变换率提高,变换气中一氧化碳的平衡量减少。
2.水蒸气与一氧化碳体积比:
在温度一定的情况下,一氧化碳平衡变换率随H2O/CO
提高而增加,其趋势是先快后慢。
3.压力:
反应为等体积反应,压力对平衡变换率无影响。
4.二氧化碳量:
降低CO2量,有利于提高一氧化碳的变换率。
3、写出氨合成反应的化学平衡方程式,并说明从化学平衡的角度看如何提高平衡氨的含量?
1/2N2+3/2H2==NH3ΔH298=-46.22kJ/mol
影响平衡氨含量的因素:
温度、压力、氢氮比的影响、惰性气体含量的影响,提高平衡氨含量方法:
提高压力、降低温度和减少惰性气体含量。
氨合成反应必须有适当的催化剂才有可观的反应速度,没有催化剂,即使在很高压力下反应速度也很小,生成的氨浓度很低。
常用的催化剂主要是铁催化剂。
催化剂组成Fe3O4,活性组分是金属铁。
4、氨合成的反应速度受哪些因素的影响?
是如何影响的?
温度:
氨合成反应时可逆放热反应,存在最佳温度,其值由组成、压力和催化剂的性质决定。
在影响反应定压力下,氨含量提高,相应的平衡温度和最佳温度下降;
压力提高平衡温度与最佳温度也相应提高。
压力:
从速度方程可看出,提高压力可使正反应速度增加大于逆反应速度增加,所以一般选择较高压力。
同时必须在较高压力下才有可观的速度。
氢氮比:
如前所述反应达到平衡时,氨浓度在氢氮比为3事有最大值。
然而比值为3时反应速率并不是最快的。
惰性气体:
对惰性气体含量的增加,反应速率下降因此降低惰性气体含量反应速率加快,平衡氨含量提高。
内扩散:
本征反应动力学方程式末考虑外扩散、内扩散的影响。
实际生产中,由于气体流量大,气流与催化剂颗粒外表面传递速率足够快,外扩散的影响可以忽略,但内扩散阻力却不能忽略,内扩散速率影响氨合成翻译的速率。
5.生产硫酸的三个基本工序,及每个工序的反应方程式。
1)焙烧工序4FeS2+11O2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2)转化工序SO2+1/2O2=SO3
3)吸收工序SO3+H2O=H2SO4
6.生产硫酸过程中,除去二氧化硫炉气杂质的方法有哪些?
1)矿尘的清除采用旋风分离器或电除尘器
2)砷和硒的清除采用水或稀硫酸降温洗涤
3)酸雾的清除采用电除雾器
7.提高焙烧反应速率的途径有哪些?
①提高操作温度。
但不宜太高,太高会使炉内结疤,焙烧反而不能顺利进行。
通常温度范围为900℃左右。
②减小硫铁矿粒度。
可以减小扩散阻力,增加接触面积。
③提高入炉空气氧含量。
8.石油的一次加工、二次加工介绍
石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。
石油的二次加工方法有:
(1)催化重整
催化剂:
铂、铂铼重整;
铂+其他两种或以上(铼、钯、铱、铑)
目的:
获得高辛烷值汽油——使正构烷烃异构化;
生产芳烃(比如三苯)——非芳烃发生芳构化。
步骤:
(若主要目的为
(2)时)
原料油预处理:
预分馏——切去65/80℃;
预加氢——除杂:
H2O、As、S、N2、Cu
催化重整:
多段固定床催化反应器
溶剂抽提(萃取):
萃取芳烃(如二甘醇)
(2)催化裂化
催化裂化的原料:
常减压馏分油、催化裂化回炼油、延迟焦化的重质馏分油等。
常减压精馏所得的轻质油太少,为获得更多轻质油,对重质馏分二次加工,也是得到“三烯”、“三苯”的重要手段;
主要步骤:
(1)反应-再生系统:
反应和再生分别在反应器和再生器中完成。
(2)分馏系统:
裂化反应器——高温油气——分馏塔
塔顶:
富气、粗汽油、轻重柴油
塔底:
重质油、油浆(含催化剂细粉)。
(3)吸收-稳定系统:
作用:
加工富气、粗汽油;
(3)催化加氢裂化
(4)烃类热裂解
9.
浓度、温度、压力对化学平衡、反应速率的影响?
浓度根据反应平衡移动原理,反应物浓度越高,越有利于平衡向产物方向移动。
从反应速率式可知,反应物浓度越高,反应
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- 陕西科技大学 机电 复习 专刊 第五 第一 部分