化学工艺学知识点氢化脱氢电解无机化工反应单元工艺终75.docx

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化学工艺学知识点氢化脱氢电解无机化工反应单元工艺终75

氢化、脱氢、电解、无机化工反应单元工艺

1）氢化和脱氢反应的特点。

氢化反应：

是还原反应，在加压、低温下对反应有利，氢化可细分为加氢和氢解两类。

脱氢反应：

是氧化反应，在降压、高温下对脱氢有利。

脱氢可以根据在加热条件下需不需要使用催化剂分为加热脱氢、催化脱氢。

2）氢气来源。

氢气的来源有：

水电解制氢、副产氢气的回收、由煤制氢、有气态烃和轻油转化制氢（目前最主要的制氢方法）

3）合成氨反应特点。

答：

①可逆反应②弱放热反应

合成氨的工艺温度控制。

4）答：

反应初期因催化剂反应活性好，反应温度可以控制低一点，随着催化剂使用时间的增长，催化剂活性下降，反应温度可以控制高一点；采用多段激冷，并控制加入的冷原料气量，将操作温度控制在最佳温度附近。

合成氨的氢气回收技术。

5）氢气回收技术有：

中空纤维膜分离、变压吸附、深冷分离三种，其中中空纤维膜分离法投资省、效果好。

6）IFP苯加氢工艺流程？

P208

7）苯加氢制备环己烷过程中，原料精制的目的是什么？

P205

目的：

避免催化剂中毒；甲烷化产生的水分，超过反应温度下在环己烷的溶解度，会导致催化剂聚结和失活。

氢气中的的硫太高，需用碱液吸收精制。

8）电解的定义。

P230

电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化。

9）隔膜法电解食盐水的原理及电极反应、产物。

P236

原理：

利用电解槽内隔膜将阳极产物（氯气）和阴极（氢气和烧碱）分开的电解生产工艺

10）离子交换膜法电解食盐水过程，食盐水二次精制的原因。

P242

在膜的微孔中挂着磺酸基上的Na+交换下来，后者通过微孔，进入阴极电解液，而带负电的Cl和OH-因受磺酸根基团的静电排斥排斥作用，很难通过微孔。

精制盐水含有较多的多价阳离子，由于他们很容易占有多个磺酸基团，增加了精制盐水中的Na+进行离子交换以及渗过膜微孔的难度。

因此，需要二次精制处理。

11）典型的可通过电解获得的产品有哪些？

NaOH、Cl2、H2、己二腈、葵二酸、

12）化学矿的固相化学加工过程及其分类。

P256

一是“湿法”化学加工，二是“加热法”化学加工，三是采用复分解或置换反应工艺。

13）无机化工中化学矿物固相加工生产化工产品的生产流程包括哪些步骤？

1、原料的准备2、化学矿的热处理3、化学矿的浸取4、过滤

5、溶液的精制6、蒸发7、结晶8、干燥

14）简述焙烧、煅烧、烧结的异同点。

1、烧结与煅烧的不同是：

单烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加还原剂、助溶剂的化学转化过程。

2、煅烧与焙烧的不同是：

煅烧是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，焙烧是物料发生分解放映，失去结晶水或挥发组分。

3、焙烧与烧结的不同是：

焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应，而烧结需在高于颅内物料的熔点下进行反应。

15）典型的焙烧方式及其产品。

焙烧过程根据放映性质可以分为以下六类：

氧化焙烧硫酸化焙烧挥发焙烧

氯化焙烧还原焙烧氧化钠化焙烧

其中最典型的是：

硫铁矿的氧化焙烧4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2

产品：

二氧化硫、二氧化三铁、四氧化三铁。

16）典型的焙烧技术。

典型氧化焙烧工艺硫铁矿焙烧制硫酸原料气

典型的还原焙烧工艺重晶石焙烧制硫化钡

典型氯化焙烧工艺氯化法制备钛白粉

典型的煅烧及其产品，石灰窑的工作指标。

17）制碱工业中煅烧石灰石生产氧化钙和二氧化碳

重碱（碳酸氢钠）煅烧产品为碳酸钠、二氧化碳和水

偏钛酸的煅烧产品为氧化钛、水和三氧化硫。

石灰窑的主要指标：

1、生产能力及生产强度2、碳酸钙的分解率及窑的热效率

18）典型的烧结及其产品。

P275

答：

烧结钙镁磷肥，产品是钙镁磷肥

烧结脱氟磷肥，产品是脱氟磷肥

19）浸取的类型及其原理。

P277

答：

按溶剂种类分：

酸浸取，碱浸取，水浸取，盐浸取

按是否发生化学反应可分：

非反应浸取，反应浸取；反应浸取又可分为络合浸取，氧化浸取，还原浸取，氯化浸取等

20.典型的浸取及其产品。

P278-P281

答：

⑴酸浸取，硼矿粉常压下90℃被硫酸浸取分解，制硼酸；萤石在200～250℃被硫酸浸取分解，制氢氟酸；重铬酸钠在190℃被硫酸浸取分解，制铬酸酐；重晶石经950～1000℃焙烧，用热水浸取，得硫化钡，再与盐酸反应，制氯化钡；铝土矿被硫酸、盐酸、硝酸浸取制铝盐；

⑵碱浸取，硼矿与纯碱在水蒸气加热下，制硼砂；硅石粉与纯碱溶液高温高压下，制硅酸钠（泡化碱）；萤石、石英砂、纯碱在800～900℃焙烧，用水浸取，结晶、干燥，制氟化钠，氨浸取法选择性浸取铜、钴、镍，硫化钠选择浸取砷、锑、锡、汞，氰化钠选择浸取金、银；

⑶盐浸取，可分为两类：

1盐作为添加剂，只发生复分解反应，增加浸取液中某组分的溶解度，

如PbSO4+2NaCl→PbCl2+Na2SO4，PbCl2+2NaCl→Na2（PbCl4）

②盐作为氧化剂，浸取过程中发生氧化还原作用，如

MeS+8Fe3++4H2O→Me2++8Fe2++SO42-+8H+，MeS+2Fe3+→Me2++2Fe2++S

21）按照固体原料的处理方式，浸取设备可以分为哪几种。

（P281）

固定床、移动床、分散接触式

22）硫酸浸取分解磷矿的化学反应及产物特点。

（P287）

HF的存留在磷酸中会增大磷酸溶液的腐蚀性

CaSO4增大硫酸的消耗定额

23）磷矿杂质对湿法生产磷酸的影响。

（详细看P287）

氟Si02碳酸盐铁、铝化合物钾、钠化合物锶、镧等稀土金属化合物氯、碘氯和碘

24）DBT结晶器的特点。

（P298）

典型的复分解反应及其产品。

（P303）

答：

（1）复分解法生产硝酸钾；

（2）复分解法生产硫酸钾K2SO4·2MgSO4+4KCl→3K2SO4+2MgCl2

（3）复分解反应生成的固体结晶即为产品－重铬酸钾

Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7+2NaCl

（4）复分解反应所得溶液进一步加工得产品－石膏转化法制硫酸铵

CaSO4+（NH4）2CO3→（NH4）2SO4+CaCO3

（5）复分解反应生成的两种盐混合物为产品－锌钡白

BaS+ZnSO4→BaSO4·ZnS↓

25）明矾石氨浸法制备钾氮混肥过程中，主要采用哪些方法处理氨浸残渣。

P301

答：

（1）氨碱法处理氨碱残渣NaAlO2+2H2O→Al（OH）3↓+NaOH

Al（OH）3煅烧成Al2O3，作为电解制金属铝的原料。

（2）氨酸法处理氨浸残渣

2Al（OH）3+3SO2→Al2（SO3）3+3H2O

Al2（SO4）3

碱式硫酸铝和氢氧化铝的混合溶液

铝盐，或煅烧制成Al2O3作为电解铝的原料

影响矿物酸解率的主要因素。

（详细请看课本P279最后一段）

答：

（1）粒度；

（2）温度；（3）搅拌作用；（4）孔隙率；（5）悬浮液的液固比。

有机化工反应单元工艺

1.烃类热裂解反应的特点。

P331

答：

①无论断链还是脱氢反应，都是热效应很高的吸热反应；

②断链反应可以视为不可逆反应，脱氢反应则为可逆反应

③存在复杂的二次反应

④反应产物是复杂的混合物。

2.裂解气的分离方法。

P331

答：

深度冷冻、吸收精馏法、吸附法、络合物分离法等

3.制冷方法及其原理。

P339

答：

蒸汽压缩法制冷复叠制冷，即少用低温度级别的冷剂，能收到节能的效果。

节流制冷利用焦耳-汤姆逊效应，将高压气体膨胀（通过阀门减压即可达到此目的），因真实气体分子间位能提高，在与环境绝热的条件下，分子动能减小，即表现为温度下降，在裂解气中一部分沸点较高的组分，就会被冷凝和液化。

4.甲烷部分氧化制备乙炔方法原理。

答：

天然气中的甲烷与氧气发生了部分氧化反应，热原料气体进入烧嘴板后被引燃火焰点燃，主火焰提供甲烷生成乙炔的反应热，并产生CO、H20和C02

5.氯化反应及其分类。

P348

答：

（1）按反应类型分类：

取代氯化、加成氯化、氧氯化、氯化物裂解

（2）按促进氯化反应的方式分类：

热氯化法、光氯化法、催化氯化

氯乙烯的生产方法。

（P354）

（1）乙炔法

（2）乙烯法

（3）联合法目的是用乙炔来消耗乙烯法副产的氯化氢

（4）氧氯化法（乙烯平衡法）

（5）乙烷法

6.平衡型氯乙烯生产工艺流程。

（P361）

7.环氧氯丙烷的生产方法。

丙烯高温氯化:

氯丙烯次氯酸化:

1,2-二氯丙醇皂化：

8.氯丙烯法生产环氧氯丙烷工艺流程。

（P373）

9.烷基化反应催化剂、反应器。

（P378、P382）

常硫酸和氢氟酸用作催化剂；反应器：

阶梯式反应器、斯特拉科（Stratco）反应器。

10.烷基化反应废酸回收工艺。

P383

11.甲基叔丁基醚的合成中，原料净化的目的。

除去原料中的金属阳离子。

12.水解、水合反应的特点。

水解指无机或有机化合物与水作用起分解反应的过程。

水中的氢原子加入一个产物中，羟基（-OH）则加入另一个产物中。

（羟基化）

水合又称水化,系指将水分子加入反应物分子内的过程。

13.油脂的水解反应。

14.乙烯水合制备乙醇的生产方.法。

P408

（1）硫酸水合法

（2）直接水合法

15．乙烯气相水合的反应特点及其影响因素。

主反应为：

CH2＝CH2+H2O→CH3CH2OH

T↓，P↑，对反应有利

（3）n（水）/n（乙烯）比：

水/烯比一般采用0.6～0.7

16.乙烯气相直接水合法制备乙醇的工艺流程。

P413

17.乙二醇的应用及其生产方法。

18.环氧乙烷制备乙二醇的工艺原理。

裂解气分离之前必须进行净化的原因。

P332

酸性气体不仅会腐蚀设备和管道，而且还会使催化剂中毒。

乙炔和丙二炔的存在不仅会使高纯乙烯和丙烯聚合时采用的催化剂中毒，而且还会在系统里自聚，生成液体产物绿油，水分和CO2在低温下结冰，堵塞管路，因此必须将他们除去。