化学工艺学知识点总结全解

化学工艺学第一章绪论1、化学工业：运用化学工艺、化学工程及设备，经过各种化工单元操作，高效、节能、经济、环保和安全地将原料生产成化工产品的特定生产部门。2、化学工艺即化工生产技术，是指将各种原料主要经过化学反响转变为产品的方法和过程，包含实现这类转变的所有化学的和物理的措施。3、化学工艺学是依据化学、物理和其余科学的成就，研究综合利用各种原料生产化学产品的方法原理、操作条件、流程和设备，以创立技术先进、经济上合理、生产上安全的化工生产工艺的学科。4、21世纪，化学工业的发展趋向？答：（1）产品结构精巧化和功能化；（2）生产装置微型化和柔性化；（3）生产过程绿色化和高科技化；（4）市场经营国际化、信息化。5、绿色化工就是用先进的化工技术和方法减少或除掉对人类健康、社区安全、生态环境有害的各种物质的一种技术手段。6、化学工业的基础原料指可以用来加工生产化工基本源料或产品的在自然界天然存在的资源。7、化工产品一般是指由原料经化学反响、化工单元操作等加工方法生产出来的新物料（品）。煤化工：以煤为原料，经过化学加工转变为气体、液体和固体燃料及化学品的工业。煤的干馏：是指在间隔空气条件下将煤加热，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程。10．一次加工方法主要包含一次加工和二次加工，一次加工方法主要包含常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是一种利用液体混杂物中各组分挥发度的差异（沸点不一样）进行分其余方法，是一种没有化学反响的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。常用的二次加工方法主要有催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。催化重整：是在铂催化剂作用下加热汽油馏分(石脑油)，使此中的烃类分子1重新摆列形成新分子的工艺过程。14.催化重整的原料是石脑油，以生产高辛烷值汽油为目的时一般采纳80～180℃馏分。15．催化加氢裂化是在催化剂及高氢压下加热重质油，使其发生一系列加氢和裂化反响，转变为航空煤油、柴油、汽油平和体等产品的加工过程。化工生产过程一般可概括为原料预办理、化学反响和产品分别与精制三大步骤。原料的预办理的主要目的是使初始原料达到反响所需要的状态和规格。18、化学反响是化工生产的中心。实现化学反响过程的设备称为反响器（釜或塔）。19、产品分别与精制目一是获得吻合规格的产品，二是回收、利用副产物。20、组织工艺流程时应依据的原则有哪些？答：（1）工艺路线技术先进，生产运转安全靠谱，经济指标先进合理；（2）原料和能量利用充分合理；（3）单元操作适合，设备选型合理；（4）工艺流程连续化、自动化；（5）安全措施适合，“三”治理有效。21、工业催化剂的性能指标是活性、选择性和寿命。22、催化剂的失活原由一般分为中毒、结焦和拥堵、烧结和热失活三大类。22、固体催化剂在使用中应注意事项有哪些？答：（1）要防范已还原或已活化好的催化剂与空气接触；2）原料一定经过净化办理，使用过程中要防范毒物与催化剂接触；3）要严格控制催化剂使用温度，使其在催化剂活性温度范围内使用，防范催化剂床层温度局部过热，省得烧坏催化剂。4）要保持正常操作条件（如温度、压力、反响物配比、流量等）稳固，尽量减少颠簸。5）开车时要保持缓慢的升温、升压速率，温度、压力的忽然变化简单造成催化剂的粉粹，要尽量减少开车、泊车的次数。第一章化学工艺基础化工原料依据物质本源可分为无机原料和有机原料两大类。煤化工包含煤的干馏（包含炼焦和低温干馏），气化，液化和合成化学品等。原油：从油井中开采出来没有经过加工办理的石油叫原油，它是一种有气味2的棕黑色或黄褐色黏稠液体。一次加工：一次加工方法主要包含常压蒸馏和减压蒸馏。二次加工：常用的二次加工方法主要有催化重整，催化裂化，催化加氢裂化和烃类热裂解。化工生产过程：一般可概括为原料预办理，化学反响和产品分别与精制三大步骤。选择性：是指系统中转变为目的产物的某反响物量与参加所有反响而转变的该反响物总量之比，用符号S表示。表达式为：转变为目的产物的某反响物的量该反响物的转变总量催化剂失活原由一般分为中毒，结焦和拥堵，烧结和热失活三大类。催化剂使用注意事项：1）要防范已还原或已活化好的催化剂与空气接触；2）原料一定经过净化办理，使用过程中要防范毒物与催化剂接触；3）要严格控制操作温度，使其在催化剂活性温度范围内使用，防范催化剂床层温度局部过热，省得烧坏催化剂；4）要保持正常操作条件的稳固，尽量减少颠簸；5）开车时要保持缓慢的升温，升压速率，温度，压力的忽然变化简单造成催化剂的粉碎，要尽量减少开，泊车的次数。第四章烃类热裂解烃类热裂解：是指以石油系烃类为原料，利用石油烃在高温下的不稳固、易分解的性质，在间隔空气和高温条件下使大分子的烃类发生断链和脱氢等反响，以制取初级烯烃的过程。烃类热裂解制乙烯的生产工艺主要由原料烃的热裂解和裂解产物的分别精制两部分构成。一般将复杂的裂解反响概括为一次反响和二次反响。一次反响：是指原料烃（主若是烃类和环烷烃）经热裂解生成乙烯和丙烯等初级烯烃的反响。3二次反响：是指一次反响的产物乙烯、丙烯等初级分子烯烃进一步发生反响生成多种产物，直至最后生焦或炭。6.乙烷裂解的自由基反响包含链引起、链增添反响和链停止反响3个阶段。7.各种烃热裂解的难易序次可概括为：异构烷烃>正构烷烃>环烷烃（C65）>>C芳烃从热力学角度分析，裂解是吸热反响，理论上烃类裂解制乙烯的最适合温度一般在750～900℃。裂解的深度取决于裂解温度和逗留时间。管式炉裂解技术的反响设备是裂解炉，它既是乙烯装置的中心，又是发掘节能潜力的要点设备。石油烃类裂解的操作条件宜采纳高温、短逗留时间、低烃分压，产生的裂解气要迅速走开反响区。烃类的热裂解过程的特色：1）烃类热裂解是吸热反响；2）烃类热解需在高温下进行，反响温度一般在750℃以上；3）为了防范烃类热裂解过程中二次反响，反响逗留时间很短，一般在0.05～1s；4）热裂解反响是分子数增添的反响，烃分压低有益于原料分子向反响产物分子的反响均衡方向挪动；5）裂解反响产物是复杂的混杂物，除了裂解气和液体烃以外，另有固体产物焦生成。裂解气中含有少许的Ｈ2S、CO2、H2O、C2H2、CO等气体杂质。分析其本源主要有三个方面：一是由原料带入；二是裂解反响过程生成；三是裂解气办理过程引入。热泵：是经过做功将低温热源的热量传递给高温热源的供热系统。2．烃类热裂解的主要目的是生产乙烯，同时可得丙烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等产品。乙烯装置生产能力的大小实质反响了一个国家有机化学工业的发展水平。烃类热裂解过程特别复杂，详尽表此刻一下几个方面：1）原料复杂2）反响复杂4（3）产物复杂7．同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，故断键反响比脱氢反响简单发生。带支链烃的C-C键或C-H键的键能较直链烷烃的C-C键或C-H键的键能小，易断裂，所以，带支链的烃简单裂解或脱氢。带侧链的环烷烃第一经行脱烷基反响，脱烷基反响一般在长侧链的中部开始断裂，向来进行到侧链为甲基或乙基，而后再一步发生环烷烃脱氢生成芳烃的反响，环烷烃脱氢比开环生成烯烃简单。在较高的温度下，低分子的烷烃、烯烃有可能分解为碳和氢。正构烷烃在各族烃中最有益于生成乙烯、丙烯。异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃。烃类热裂解过程的特色：1）吸热反响（高温）2）体积增大（低压）3）易发生二次反响裂解深度：指裂解反响进行的程度。裂解炉设计开发的根本思路是提升裂解过程的选择性和设备的生产能力。提升裂解过程选择性的主要门路：1）提升反响温度2）缩短逗留时间3）降低烃分压工业上一般采纳蒸汽作为稀释剂，其长处有以下几点：1）裂解反响后经过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分别，不会增添裂解气的分别负荷和困难。2）水蒸汽热容量大，使系统有较大的热惯性，当操作供热不安稳时可以起到稳固温度的作用，保护炉管防范过热。3）克制裂解原料所含硫对镍络合金炉管的腐化。4）脱除结碳。18.裂解供热方式有直接供热和间接供热。5急冷的方法有两种：一种是直接急冷，一种是间接急冷。裂解气的净化与分别目的是除掉裂解气中的有害杂质。工业生产上采纳的裂解气分别方法主要有：油汲取精馏分别法、深冷分别法、吸附分别法、络合物分别法。工业上脱水的方法有多种，如冷冻法、汲取法、吸附法。增补：第5章芳烃转变过程石油芳烃主要本源于石脑油重整生成的油及烃裂解生成乙烯副产的裂解汽油。工业上广泛应用的芳烃转变反响主要有：C8芳烃的异构化、甲苯的歧化和C9芳烃烷基的转移、芳烃的烷基化、烷基芳烃的脱烷基化等。芳烃歧化：是指两个同样的芳烃分子在酸性催化剂作用下一个芳烃分子上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上的反响。烷基转移是指两个不一样的芳烃分子之间发生烷基转移的反响。芳烃的烷基化是芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基代替生成烷基芳烃的反响。第6章催化加氢与脱氢1、催化加氢：是指有机化合物中一个或几个不饱和官能团在催化剂作用下与氢气的加成反响。催化加氢反响在化学工业中一是用于合成有机产品，二是用于好多化工产品的加氢精制。骨架催化剂：将拥有催化活性的金属和载体铝或硅制成合金，再用氢氧化钠溶液浸渍合金，溶解此中的铝或硅，获得活性金属构成的骨架状物质加氢催化剂按其形态主要可分为金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂、金属络合物催化剂五大类。65.以下芳烃加氢的序次正确的选项是CC6H5CH3>C6H6>C6H4（CH3）2>C6H3（CH3）3C6H4（CH3）2>C6H6>C6H5CH3>C6H3（CH3）3C6H6>C6H5CH3>C6H4（CH3）2>C6H3（CH3）3C6H6>C6H5CH3>C6H3（CH3）3>C6H4（CH3）26炔烃、二烯烃、单烯烃、芳烃混杂在一起加氢时，其反响速率序次为D二烯烃>炔烃>单烯烃>芳烃炔烃>单烯烃>二烯烃>芳烃二烯烃>单烯烃>芳烃>炔烃炔烃>二烯烃>单烯烃>芳烃7.绝热式反响器乙苯脱氢工艺中，水蒸气和乙苯的摩尔比为A14：113：112：110：1金属催化剂：就是把活性组分如Ni、Pd、Pt等金属分别于载体上，以提升催化剂活性组分的分别性和平均性，加强催化剂的强度和耐热性。目前工业生产上采纳的催化剂大体可分为锌铬系和铜锌（或铝）系（即铜基催化剂）两大类。低压法合成甲醇工艺流程主要由造气、压缩、合成和精制四大部分构成。第7章烃类选择性氧化烃类选择性氧化过程的特色答：（1）反响放热量大；（2）反响不行逆；（3）反响过程易燃易爆；（4）反响门路复杂多样。2．如何提升烃类选择性氧化安全性？答：（1）原料配比必定要控制在爆炸极限以外；（2）在设计氧化反响器时，除考虑设计足够的传热面积及时移走热量外，还要在氧化设备上设上加布防爆口，装7上安全阀或防爆膜；（3）反响温度最好采纳自动控制，最少要有自动报警系统。4）还可以采纳惰性气体的方法稀释作用物，以减少反响的激烈程度，防范发生爆炸。非均相催化氧化主若是指气态有机原料在固体催化剂存在下以气态氧作为氧化剂氧化为有机产品的过程。气固相催化氧化反响都是强放热反响，工业上常用的反响器有两种：列管式固定床反响器和流化床反响器。流化床反响器是一种利用气体或液体经过固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反响过程或液固相反响过程的反响器。流化床反响器从其结构来看自下而上大体分为锥形体、反响段和扩大段三部分。简述液相均相催化氧化技术优弊端。主要长处：（1）反响物与催化剂同相，不存在固体表面上活性中心性质及分布不平均的问题，作为活性中心的过渡金属活性高，选择性好；（2）反响条件不太苛刻，反响比较安稳，易于控制；（3）反响设备简单，容积小，生产能力高；不足之处：1）反响温度平时不太高，所以反响热利用率较低；2）在腐化性较强的系统中要采纳特别材质；3）配位催化氧化反响系统需用贵金属盐作为催化剂，所以一定分别回收。工业上常用的非均相反响器有两种：列管式固定床反响器和流化床反响器。热门：列管式反响器轴向的温度分布主要取决于沿轴向各点的放热速率和管外载热体的除热速率，一般反响器内沿轴向温度分布都有一个最高温度。简述丙烯腈生产过程中加入水蒸汽的作用答：（1）水蒸汽可促使产物从催化剂表面分析出来，从而防范丙烯腈深度氧化；2）加入水蒸气后可起到降低反响物浓度作用，从而对保证安全生产防范爆炸深度氧化；（3）水蒸汽的比热容较大，加入水蒸气可以带走大批的反响生成热，使反响温度易于控制；（4）加入水蒸气对催化剂表面的积炭有清楚作用。8第8章羰基合成羰基化反响：在过渡金属配位化合物催化剂存在下一氧化碳参加有机合成、分子中引入羰基的反响。甲醇低压羰基化反响主反响方程式：CH3OHCOCH3COOH，使用催化剂：铑—碘催化系统，反响温度：130～180℃。第9章氯化1.氯化是指在化合物分子中引入氯原子以生产氯的衍生物的反响过程。氯化过程的主要产物是氯代烃，氯代烃的主要应用领域有两个：一是作溶剂，二是用作合成大批有机产品及精巧化工产品的中间体和聚合物的单体。2、代替氯化、加成氯化和氧氯化是氯代烃的主要生产方法。目前，（）与其余方法对比，原料本源广且价格较低，生产工艺合理，生产成本较低，产量约占吕乙烯总产量的90%以上。.均衡氧氯化法B.乙炔法C.乙烯法D.烯炔法9