化学工艺知识点总结

1、学习必备欢迎下载第2章化学工艺基础1.石油的一次加工方法：常压蒸馏和减压蒸馏2.馏分油的化学加工方法（二次加工方法）:催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解 主要包括各种加工方法的原料，加工的产物 催化重整 : 原料：加热汽油馏分（石脑油）目的：生产高辛烷值汽油或生产芳烃催化裂化：原料：加热重质馏分油目的：增加汽油产量烃类热裂解：原料：较优者是乙烷、丙烷和石脑油目的：为了制取乙烯和丙烯，同时副产丁烯、丁二烯、苯、甲苯、丁二烯、二甲苯、乙苯等芳烃及其他化工原料3.化工生产过程一般可概括为：原料预处理、化学反应、产品分别和精制4.循环流程及其特点：特点：反应物进入反应器后未反应的反应物从产物

2、中分别出来，再返回反应器的工艺流程称为循环式工艺流程；优点：能显著地提高原料的利用率，削减系统排放量，降低了原料消耗，也削减了环境污染；c. 降低烃分压 : 烃裂解的一次反应是分子数增多的过程，对于脱氢可逆反应，降低压力对于提高乙烯平稳组成有利；从反应速率分析，降低压力可以增大一次反应对于二次反应的相对速率，提高一次反应挑选性；4. 在烃类裂解过程中为什么要降低烃分压？从热力学与动力学两个角度分析；为什么要添加稀释剂？为何挑选水蒸气为稀释剂.a. 热力学：（书p74 公式） n<0, 增大反应压力，kx 上升，平稳向生成产物方向移动；n>0,增大反应压力，kx 下降，平稳向原料方向

3、移动；烃裂解的一次反应是分子数增多的过程，对于脱氢可逆反应， 降低压力对提高乙烯平稳组成有利（断链反应因是不行逆反应，压力无影响） ；烃聚合缩合的二次反应是分子数削减的过程，降低压力对提高二次反应产物的平稳组成不利，可抑制结焦过程；学习必备欢迎下载b动力学：烃裂解的一次反应多是一级反应或可按拟一级反应处理，其反应速率方程式：r 裂=kn裂 c ; 烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级反应，其反应速率方程式为：r 聚 =k 聚 c r 缩=k 缩 c ac b 压力不能转变反应速率常数k ，但降低压力能降低反应物浓度c ，所以对一次反应、二次反应都不利；但反应的级数不同影响有所不同，压力对高于一

4、级的反应的影响比对一级反应的影响要大得多，也就是说降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速率；由于裂解是在高温下操作，不宜于用抽真空减压的方法降低烃分压，这是由于高温密封困难，一旦空气漏入负压操作的裂解系统，与烃气体形成爆炸混合物就有爆炸的危急，而且减压操作对以后分别工序的压缩操作也不利，要增加能量消耗；所以，实行添加稀释剂以降低烃分压；缘由： a. 裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分别，不会增加裂解气的分别负荷和困难；使用其他惰性气体为稀释剂时反应后均与裂解气混为一体，增加分别困难；b. 水蒸气热容量大，使系统有较大热惯性，当操作供热不平稳时，可以起到稳固温度的作用，爱护炉管防止

5、过热；c. 抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀；b. 脱除积碳， 炉管的铁和镍能催化烃类气体的生碳反应；水蒸气对铁和镍有氧化作用，抑制他们对生碳反应的催化的作用；而且水蒸气对已生成的碳有肯定脱除作用；5. 管事裂解炉的改进：如何改进？改进的原就是什么？改进：在分支变径管基础上逐步削减管程，缩短管径；原就：提高裂解温度，缩短停留时间；6. 裂解炉出口的裂解气的冷却为何要实行急冷操作？操作方法的比较；缘由：裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将连续进行裂解反应，由于停留时间的增长，二次反应增加，烯烃缺失随之增多；为此，需要将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却，通过急冷以终止其裂解反应；比较：直接急

6、冷设备费少，操作简洁，系统阻力小；由于是冷却介质直接与裂解气接触，传热成效好；但形成大量含油污水，油水分别困难，且难以回收热量；间接急冷对能量利用较合理，可回收裂解气被急冷时所释放的热量，经济性较好，且无污水产生，故工业上多用间接急冷；7. 裂解气的净化：气体杂质的来源；每一种气体杂质的脱除方法：酸性气体的净化方法、脱水方法、脱炔方法；学习必备欢迎下载来源：原料中带来 裂解反应过程生成 裂解气处理过程中引入酸性气体： a. 碱洗法脱除酸性气体 b. 乙醇胺法脱除酸性气体 书 p88 脱水：吸附干燥 书 p91脱炔： a. 催化加烃脱炔b.溶剂吸取法脱除乙炔 书 p9第 4 章芳烃转化过程1.

7、芳烃的来源：最初来源于：煤焦化工业石油芳烃主要来源于：催化重整油、裂解汽油、轻烃与重芳烃2. 芳烃转化的必要性与意义；芳烃的转化反应：芳烃的脱烷基化、芳烃的歧化与烷基转移、芳烃的烷基化（包括：各种反应的典型产品与相互之间转化的关系）必要性：由于不同来源的各种芳烃馏分组成是不同的，能得到的各种芳烃的产量也不同，如仅从这些来源来获得各种芳烃的话，必定会发生供需不平稳的冲突；意义：开发芳烃的转化工艺，以便依据市场的供求，调剂各种芳烃的产量脱烷基化：甲苯加氢脱烷基制苯歧化与烷基转移：甲苯歧化反应烷基化：苯的烷基化c. 8 芳烃的分别方法，分别的目的分别方法：邻二甲苯、乙苯的分别可以用精馏法分别对二甲苯

8、、间二甲苯的沸点差只有0.75 ，难于采纳精馏方法进行分别；目前工业上分别对二甲苯的主要方法有：深冷结晶分别法、络合分别法、模拟移动床吸附分别法目的：将不含或少含对二甲苯的原料，转化为对二甲苯到平均浓度的组成第5章合成气的生产过程1.合成气的主要成分：co2 和 h2 的混合气2.合成气的生产方法：以煤为原料的生产方法、以自然气为原料的生产方法以重油或煤渣为原料的上产方法3. 由自然气制合成气 方法：水蒸气转化法水蒸气转化法：主反应：ch4+h2o=co+32h ch4+2h2o=co2+4h2 co+h2o=co2+h2o副反应： ch4=c+h2o2co=c+co2co+h2=c+h2o影

9、响因素的分析（从热力学角度分析，工艺条件的确定）学习必备欢迎下载温度的影响：甲烷与水蒸气反应生成co和 h2 是吸热的可逆反应，高温对平稳有有利，及h2及 co的平稳产率高，ch4 平稳产率低；一般情形下，当温度提高10，甲烷的平稳含量可降 低 1%1.3%；但温度过高，会有利于甲烷裂解，当高于700时，甲烷均相裂解速率很快，会 大量析出碳，并沉积在催化剂和器壁上；水碳比的影响：水碳比对甲烷转化影响重大，高的水碳比有利于甲烷的蒸汽重整反应，在800， 2mpa条件下，水碳比由3 提高到 4 时，甲烷平稳含量由8%降至 5%；同时，高水碳比也有利于抑制析碳副反应；压力的影响：甲烷蒸汽转化反应是体

10、积增大的反应，低压有利于平稳，当温度800、水碳比4 时，压力有2mpa降低至1mpa 时，甲烷平稳含量有5%降至 2.5%；低压也可抑制一氧化碳的两 个析碳反应，但是低压对甲烷裂解析碳反应平稳有利，适当加压可抑制甲烷裂解；总之，从反应平稳考虑、甲烷水蒸气转化过程应当用适当的高温，稍低的压力和高水碳比；4. 自然气水蒸气转化为何要将转化过程分为两段进行？从热力学的角度看，高温下甲烷的平稳浓度低；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；因压力对平稳的不利影响，要提高温度来补偿；为使残余甲烷含量降至0.3%（干基），必需使温度达到1000 摄氏度；但是在此高温下，反应器的材质受不了

11、；因此，为满意残余甲烷小于等于0.3%的要求，需要将转化过程分为两段进行；5为什么说一段转化炉属于变温反应器？一段转化炉温度沿炉管轴向的分布很重要，在入口端， 甲烷含量最高，应着重降低裂解速率，故温度应低些，一般不超过500 摄氏度，因有催化剂，转化反应速率不会太低，析出的少量碳也及时气化，不会结碳；在离入口1/3 处温度应掌握不超过650 摄氏度，只要催化剂活性好，大部分甲烷都能转化；在1/3 处以后，温度高于650 摄氏度，此时氢气已增加，同时水碳比相对较大，可抑制裂解，温度又高，消碳速率大增，因此不行能积碳了，之后温度连续上升，直到出口达到800 摄氏度左右，以保证低的甲烷残余量；因而，

12、一段转化炉是变温反应器；6. 甲烷水蒸气转化制合成气反应中，催化剂活性显著下降可由哪些现象判定？阐述缘由反应器出口气中甲烷含量上升出口处平稳温距增大显现“红管”现象缘由：催化剂活性降低时，出口甲烷含量上升，一氧化碳和氢含量降低，此组成对应的平稳常数减小， 故平稳温度降低，平稳温距增大； 催化剂活性越低，平稳温距越大； 由于反应时吸热的，活性降低就吸热削减，而管外供热未变，余外的热量将管壁烧得通红；7. 一氧化碳变换（变换的目的、变换的化学反应、变换的催化剂、变换反应器的类型）目的： 通过变化反应可产生更多氢气，同时降低co含量， 用于调剂h2/co的比例， 满意不同生产需求；化学反应： co

13、+ h2o 汽 = co2 + h2催化剂： a. 铁铬系变换催化剂化学组成以fe2o3为主，促进剂有cr2o3 和 k2co3b. 铜基变换催化剂化学组成以cuo为主， zno和 al2o3 为促进剂和稳固剂c. 钴钼系耐硫催化剂化学组成是钴、钼氧化物并负载在氧化铝上变换反应器：中间间接冷却式多段绝热反应器原料气冷激式多段绝热反应器学习必备欢迎下载水蒸气或冷凝水式多段绝热反应器8. 气体中硫化物、二氧化碳的脱除方法脱硫方法：干法脱硫：吸附法，吸附剂主要有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛催化转化法， 是使用其他脱硫催化剂，将烃类原料中所含的有机硫化物氢解，转化成易于脱硫的硫化氢；湿法脱硫：化学吸

14、取法、物理吸取法、物理- 化学吸取法、湿式氧化法脱除二氧化碳：化学吸取法：本菲尔法、复合催化法、空间位阻胺促进法、氨基乙酸法；物理吸取法：低温甲醇洗涤法、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法物理 - 化学吸取法变压吸取法第6章加氢与脱氢过程1.氮加氢制合成氨、平稳氨含量的影响因素氮与氢合成氨的化学反应式：0.5n 2+1.5h 2=nh 3可逆放热反应，反应热与温度、压力有关影响因素：温度和压力的影响：当温度降低，或压力增高时，都能使平稳常数及相应的平稳氨 含量增大氢氮比的影响惰性气体的影响：惰性气体的存在，会使平稳氨含量明显下降2.氨合成催化剂的活性组分、助剂、衰老活性组分 ：仍原前主要成分是fe

15、3o4，仍原后生成-fe助剂： al 2o3（结构型助催化剂，能增加催化剂的比表面积，兵防治仍原后的铁微晶长大从而提高催化剂的活性和稳固性）、k 2o（电子型催化剂，能促进电子转移过程，有利于氨分子的吸附和活动，促进生成物氨的脱附）、sio2（虽有消弱催化剂碱性的作用，但起到稳固铁晶粒作用，增加催化剂的抗毒性和耐热性等）、mgo （提高耐热性能和耐硫性）、cao（起助熔作用）衰老：催化剂常常使用后活性会降低，氨合成率降低，这种现象称为催化剂衰老；衰老主要缘由是 -fe 微晶逐步长大，催化剂内表面变小，催化剂粉碎及长期慢性中毒所致3.氨合成塔的特点承担高压的部位不承担高温，而承担高温的部位不承担

16、高压单位空间利用率高，以节约钢材开孔少，保证筒体的强度，只留必要的开孔，以便安装和修理学习必备欢迎下载4.甲醇的合成、工艺条件、反应器催化剂：锌铬系催化剂、铜基催化剂工艺条件：反应温度和压力：合成甲醇为可逆放热反应，平稳产率与温度、压力有关；温度上升，反应速率增加，平稳常数下降，与氨合成一样，存在一个最相宜温度；空速：理论上，空速高，反应气体与催化剂接触的时间短，转化率低，而空速低，转化率高；对合成甲醇来说，由于副反应多，空速低， 促进副反应增加，降低合成甲醇的挑选性个生产才能；合成甲醇原料气配比反应器：固定床四段式，即：冷激式绝热轴向流淌反应器的ici 工艺、列管式等温反应器的lurqi工艺

17、、双套管换热器中间三菱工艺、中间冷却的径向反应器的topse 工艺5.乙苯脱氢制苯乙烯为何要添加水蒸气？水蒸气作为稀释剂的优点？乙苯催化脱氢的主反应：副反应：主要有乙苯的裂解、加氢裂解、水蒸气裂解、聚合缩合而形成焦油等由于乙苯脱氢反应是可逆吸热反应，从热力学分析知，平稳常数和平稳产率随反应温度的上升；压力的降低而增大；但在高温下进行负压操作是担心全的，因此，可采纳加入惰性气体的方法以达到降低原料气分压的作用；为此，工业上常采纳水蒸气作惰性气体稀释剂；优点：降低了乙苯的分压，利于提高乙苯脱氢的平稳转化率可以抑制催化剂表面的结焦同时有消炭作用供应反应所需的热量，且易于产物的分别阻挡催化剂中降低铁的

18、显现第7章烃类挑选性氧化1.均相催化氧化配位催化氧化：乙烯氧化制乙醛（反应器、原料气的纯度、进气组成）反应器：带循环管的鼓泡塔式反应器原料气的纯度： 工业上用于生产乙醛的乙烯，含量在 99.5以上， 其中乙炔含量要小于30× 10-6，硫化氢小于3× 10-6 ；进气组成：乙烯65，氧 17，惰性气体18，此时乙烯转化率掌握在35学习必备欢迎下载2.非均相催化氧化反应的特点固体催化剂的活性温度较高，因此，气固相催化氧化反应通常在较高的反应温度下进行，一般高于 150；这有利于能量的回收和节能；反应物料在反应器中流速快，停留时间短，单位体积反应器的生产才能高，适于大规模连续生

19、产；由于反应过程要经受扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散等多个步骤，因此，反应过程的影响因素较多，反应不仅与催化剂的组成有关，仍与催化剂的结构如比表面、孔结构等有关；同时催化剂床层间传热、传质过程复杂，对目标产物的挑选性和设备的正常运作有着不行忽视的影响；反应物料与空气或氧的混合物存在爆炸极限问题，因此，在工艺条件的挑选和掌握方面，以及在生产操作上必需特殊关注生产安全；实践中已有很多措施能保证氧化过程安全地进行；固定床反应器与流化床反应器的特点固定床反应器优点：催化剂装填在管内，管间载热体循环以移出热量，载热体的类型和流量视反应温度而定；气体在床层内的流淌接近平推流，返混较小，因此，特殊适用于有

20、串联式深度氧化副反应的反应过程，可抑制串联副反应的发生，提高挑选性；同时，固定床反应器对催化剂的强度和耐磨性能的要求比流化床反应器低得多；缺点：结构复杂，催化剂装卸困难；空速较小，生产才能比流化床小；反应器内沿轴向温度分布都有一最高温度点，称为热点，在热点之前，放热速率大于移热速率，因此轴向床层温度逐步上升，热点之后就相反，热点的显现，使催化剂床层只有一小部分催化剂在正确的温度下操作，影响了催化剂效率的充分发挥；流化床反应器优点：床层内设置冷却管，内走载热体将反应热带出；该反应器结构简洁，催化剂装卸简洁，空速大；具有良好的传热效率，反应器内温度均一，温差小，反应温度易于掌握；因易返混，原料组成

21、可稍高于爆炸下限，以提高反应物浓度和生产才能，这一点对催化氧化特殊有吸引力；因此，流化床反应器比较适合用于深度氧化产物主要来自平行副反应，且主、副反应的活化能相差甚大的常会如；缺点：流化床反应器内轴向返混现象严峻，有些反应物在反应器内停留时间短，而有些产物停留时间又太长，串联副反应严峻，不利于高转化率的获得；另外催化剂在床层内磨损严峻，因此对催化剂强度要求高，系统中需配备高效率的旋风分别器以回收催化剂粉末；气体通过催化剂床层时，可能有大气泡产生，导致气 - 固接触不良，反应转化率下降；3. 乙烯环氧化制环氧乙烷：化学反应、催化剂、反应器化学反应： p243催化剂：催化剂为银催化剂助催化剂：碱金

22、属、碱土金属和稀土元素等具有助催化剂作用反应器：列管式固定床反应器学习必备欢迎下载4. 丙烯氨氧化制丙烯腈：主反应、催化剂、反应器主反应： p250催化剂： mo 系催化剂（活性组分：moo 3 、 bi2 o3）sb 系催化剂反应器：流化床反应器5.什么是致稳气. 有哪些作用？哪些气体可作为致稳气？致稳剂：在乙烯环氧化反应中，为了提高乙烯和氧的浓度，可以用加入第三种气体来转变乙烯的爆炸极限，这种气体通常称为致稳剂；作用：致稳剂是惰性的，能减小混合气的爆炸极限，增加体系安全性；具有较高的比热容，能有效地移除部分反应热，增加体系稳固性；乙烯为原料制环氧乙烷时，n 2、co 2、 ch 4 等都有致稳作用；第8章羰基化过程1. 甲醇高压法与低压法羰基化合成醋酸的催化剂与助剂高压法：催化剂：碘钴催化循环助剂： pd、pt、ir 、ru 以及铜的盐类及配位化合物低压法：催化剂：铑、碘催化剂体系助剂： ch 3i2. 甲醇低压羰基合成醋酸的优点与缺点优点： 1、利用煤、自然气、重质油等原料，原料路线多样化，不受原油供应和价格波动影响； 2、转化率和挑选性高，过程能量效率高；3、催化系统稳固，用量少，寿命长；4、反应系统和精致系统合为