化學工藝學課后習題答案(編輯修改稿)
2024-11-27 16:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 不能回收高品位的熱量。采用間接急冷的目的是回收高品位的熱量，產(chǎn)生高壓水蒸氣作動力能源以驅(qū)動裂解氣、乙烯、丙稀的壓縮機，汽輪機及高壓水閥等機械，同時終止二次反應 。設(shè)計一個間接急冷換熱器其關(guān)鍵指標是：為減少結(jié)焦傾向，應控制兩個指標．一是停留時間，一般控制在 ；二是裂解氣出口溫度，要求高于裂解氣的露點。急冷換熱器是裂解裝置中五大關(guān)鍵設(shè) 備之一，是間接急冷的關(guān)鍵設(shè)備。急冷換熱器的結(jié)構(gòu)，必須滿足裂解氣急冷的特殊條件： ① 溫度高 。② 降溫快，熱強度高，內(nèi)外溫差高。 39 裂解氣進行預分離的目的和任務是什么？裂解氣中要嚴格控制的雜質(zhì)有哪些？這些雜質(zhì)存在的害處？用什么方法除掉這些雜質(zhì)，這些處理方法的原理是什么？（ P85， 8792） 答：目的和任務： ① 經(jīng)預分餾處理，盡可能降低裂解氣的溫度，從而保證裂解氣壓縮機的正常運轉(zhuǎn)，并降低裂解氣壓縮機的功耗。 ② 裂解氣經(jīng)預分餾處理，盡可能分餾出裂解氣的重組分，減少進入壓縮分離系統(tǒng)的負荷。 ③ 在裂解氣的預分餾過程中 將裂解氣中的稀釋蒸汽以冷凝水的形式分離回收，用以再發(fā)生稀釋蒸汽，從而大大減少污水排放量。 ④ 在裂解氣的預分餾過程中繼續(xù)回收裂解氣低能位熱量。 需嚴格控制的雜質(zhì)有 H2S， CO2， H2O， C2H2， CO等氣體。這些雜質(zhì)量不大，但對深冷分離過 程是有害的，而且會使產(chǎn)品達不到規(guī)定的標準。酸性氣體的脫除有堿洗法和醇胺法。脫水用吸附干燥法。炔烴脫除有催化加氫法和溶劑吸收法。 310壓縮氣的壓縮為什么采用多級壓縮，確定段數(shù)的依據(jù)是什么？（ P9596） 答：壓縮氣壓縮基本上是一個絕熱過程，氣體壓力升高后，溫度也上 升。為了節(jié)約壓縮功耗、降低出口溫度、減少分離凈化負荷，氣體壓縮采用多級壓縮。 311 某乙烯裝置采用低壓法分離甲烷，整個裝置中需要的最低冷凍溫度為115℃ ，根據(jù)乙烯裝置中出現(xiàn)的原料、產(chǎn)品，設(shè)計一個能夠提供這樣低溫的制冷系統(tǒng)，繪出制冷循環(huán)示意圖。并標以各蒸發(fā)器和冷凝器的溫度（第一級冷凝器溫度，為冷卻水上水溫度 25～ 30℃ ）。 答： 312裂解氣分離流程各有不同，其共同點是什么？ 答： ① 在分離順序上遵循先易后難的原則，先將不同碳原子數(shù)的烴分開，再分同一碳原子數(shù)的烯烴和烷烴； ② 將生產(chǎn)乙烯的乙烯精餾塔和 生產(chǎn)丙烯的丙烯精餾塔置于流程最后，可確保這兩個主要產(chǎn)品純度，同時也減少分離損失，提高烯烴收率。 314 對于一已有的甲烷塔， H2/CH4 對乙烯回收率有何影響？采用前冷 工藝對甲烷塔分離有 何好處？ 答：相同壓力相同溫度下，乙烯在塔頂尾氣中的含量，隨 H2/CH4比增加而增加，即乙烯的 損失率加大，降低了乙烯的回收率。前冷是將塔頂餾分的冷量將裂解氣預冷，通過分凝將裂解其中的大部分氫和部分甲烷分離，使 H2/CH4比下降，提高了乙烯的回收率，減少了甲 烷塔的進料量，節(jié)約能耗。 315 何謂非絕熱精餾？何種情況下采用中間冷凝器或中間再沸器？分析其利弊？ 答：非絕熱精餾 —— 在塔中間對塔內(nèi)物料進行冷卻和加熱的過程。 使用條件：對于頂溫低于環(huán)境溫度、底溫高于環(huán)境溫度，且頂?shù)诇?差較大的精餾塔。 利：可降低分離過程的有效能損失，達到節(jié)省能量的目的。對中間再沸器而言，還可減小提餾段塔徑。 弊：由于中間冷凝器和中間再沸器的設(shè)置，在降低塔頂冷凝器和塔釜再沸器負荷的同時，會導致精餾段回流和提餾段上升蒸氣的減少，故為了達到分離要求，就相應增加塔板數(shù)，從而增加設(shè)備投資。 316根據(jù)本章所學知識，試設(shè)計一個簡單的流程表述烴類熱裂解從原料到產(chǎn)品所經(jīng)歷的主 要工序及彼此的關(guān)系。 答：原料 → 熱裂解 → 預分離（ → 裂解汽油 → 芳烴） → 裂解氣 → 凈化（脫酸、脫水、脫炔） → 深冷（壓縮系統(tǒng)） → 分離（精 餾系統(tǒng) ） 第五章 51 有哪些原料可生產(chǎn)合成氣？合成氣的生產(chǎn)方法有哪些？近年來出現(xiàn)哪些生產(chǎn)合成氣的新方法？它們與原有生產(chǎn)方法相比有什么優(yōu)點？ 答：原料：煤、天然氣、石油餾分、農(nóng)林廢料、城市垃圾等。合成氣的生產(chǎn)方法： ：主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。 油為原料的生產(chǎn)方法：主要采用部分氧化法 ：有間歇式和連續(xù)式兩種操作方式。 以上幾種方法的比較： 成本最低； ，重油和渣油制合成氣可以使石油資源得到充分的綜合利用； ，用它來制造合成氣的成本較高，而它很容易經(jīng)其他方法加工成液體燃料和化工原料，不必走合成氣路線。 其他含碳原料 (包括各種含碳廢料 )制合成氣在工業(yè)上尚未形成大規(guī)模生產(chǎn)，隨著再生資源的開發(fā)、二次原料的廣泛利用，今后會迅速發(fā)展起來的。 生產(chǎn)合成氣的新方法：近年來，部分氧化法的工藝因其熱效率較高。 H2/CO 比值易于 調(diào)節(jié)，故逐漸收到重視和應用，但需要有廉價的氧源，才能有滿意的經(jīng)濟性。最近開展了二氧化碳轉(zhuǎn)化法的研究，有些公司和研究者已進行了中 間規(guī)模和工業(yè)化的擴大試驗。 53 以天然氣為原料生產(chǎn)合成氣的過程有哪些主要反應？從熱力學角度考慮，對反應條件有哪些要求？從動力學角度考慮又有哪些要求？（ P161， 165168） 答：甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應 CH4＋ H2 CO變換反應 CO＋ H2 CO＋ 3H2 CO2＋ H2 析碳反應 CH C＋ 2H2 熱力學：
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