合成氨生产常用的原料有哪些

1合成氨生产常用的原料有哪些？原料：（包括提供H2的原料和燃料）固体原料：焦碳、煤气体原料：天然气、重油、焦炉气等液体原料：石脑油、重油、原油等常用的原料有：焦碳、煤、天然气、重油2合成氨生产分哪几个基本工序？三个基本工艺步骤是什么/(1)造气：即制备含有氢、氮的原料气（2）净化:不论采用何种原料和何种方法造气，原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质，必须采取适当的方法除去这些杂质。（3）压缩和合成：将合格的氮、氢混合气压压缩到高压，在铁催化剂的存在下合成氨。3写出天燃气蒸汽转化法生产合成气的主要反应方程式、工艺条件和工艺流程图，说明天然气蒸汽转化法为何要进行二段转化操作？（1）主反应式：CH4+H2O(g)=CO+3H2206.3KJ/mol（1）CO+H2O(g)=CO2+H2-41.2KJ/mol（2）副反应式：CH4=2H2+C2CO=CO2+CCO+H2=H2O+C（2）工艺条件：压力3~4MPa；一段转化反应温度800℃；二段转化反应温度1000℃；水碳比S=3~4；空间速度（根据炉型、分段情况、催化剂的不同以及反应的不同时期来确定）（4）书上18页第一段4干法脱硫与湿法脱硫各有甚么优缺点？干法：优点：既能脱除有机硫，又能脱除无机硫；出口气含S1×10-6（无加氢）、S2×10-8（有加氢）。缺点：脱硫剂再生困难，只可用于脱微量硫。湿法：优点：液态脱硫剂易于输送，可以再生，能回收硫磺，可用于脱除大量无机硫。5改良ADA法脱硫由哪几个基本反应过程构成？原理：分为四步：①用pH=8.5~9.2的稀碱溶液吸收H2SNa2CO3+H2S==NaHS+NaHCO3②硫氢化物被氧化为S2NaHS+4NaVO3+H2O==Na2V4O9+4NaOH+2S偏钒酸钠焦性偏钒酸钠（有还原性）以上两步为脱硫，在脱硫塔中进行。③氧化剂（偏钒酸钠）再生Na2V4O9+2ADA(O)+2NaOH+H2O==4NaVO3+2ADA(H)④ADA再生2ADA(H还原态)+O2==2ADA(O氧化态)+2H2O以上两步为再生，在再生塔中进行。ADA(O):蒽醌二磺酸钠6采用低温交换的目的7写出苯菲尔法脱除CO2吸收和再生主要反应，为什么要加入二乙醇胺？脱碳：K2CO3+CO2+H2O==2KHCO3钾碱再生：2KHCO3==K2CO3+H2O+CO2吸收反应（脱碳）：KH2AsO3+CO2+H2O==KHCO3+H3AsO3K2CO3+CO2+H2O==2KHCO380~90℃钾碱再生：2KHCO3==K2CO3+H2O+CO2105~110因为在K2CO3溶液中加入少量二乙醇胺，可大大加快CO2的吸收速度，降低CO2的分压，同时还可除去原料气中的H2S等酸性组分。8什么是平衡氨含量，影响平衡氨含量的因素有哪些?有何影响？在一定温度和压强下，所生成的氨的含量，叫做平衡氨含量。影响因素：（1）温度、压强，（2）理论计算出当xNH3为最大值时r=H2/N2=3；实践证明在高压下，最大氨含量时的r=2.9~3.0（3）惰性气体组分xi（甲烷、氩气）：应在高压低温下进行9影响氨合成反应速度的因素有哪些？有何影响？（1）温度：为放热的可逆反应，存在一个最适宜温度（反应速率最快）（TmTe）（2）压力：压力P增大，反应速率也增大，所以要求在高压下进行合成。（3）氢氮比：仍要求H2：N2略低于3。反应机理为氮的活性吸附所控制。（4）惰性气体：增加惰性气体组分的含量，总反应速率下降。（5）空间速度：中压法：20000~30000h-1；低压法：10000h-1（轴向冷激式合成塔，可充分利用反应热，降低功耗，延长催化剂的使用寿命）10氨合成的工艺影响因素有哪些？如何选择确定氨合成的工艺条件？因素：压力、温度、空间速度、合成气体的初始组成、惰性气体含量、初始氨含量合成氨的工艺条件：中小型厂(中压法)：操作压力30MPa，425~490℃，氢氮比=2.8~2.9，空间速度24000h-1，出口气氨含量为14~18%。循环气中惰性气体含量控制在16~20%，氨含量控制在3.2~3.8%。大型厂（低压法）：操作压力15MPa，410~490℃，氢氮比=2.8~2.9，空间速度9000h-1，出口气氨含量12%，循环气中惰性气体含量控制在8~15%，氨含量控制在2~3.2%。11氨合成塔的结构有何特点？合成塔由内件和外筒所组成：外筒：承受高压(30MPa)，不承受高温(40℃)，采取层板包扎式。内件：承受高温(500℃)，不承受高压(1~2MPa)，易受氢腐蚀。内件包括：催化剂筐：催化剂床层+并流套管（冷管）+气体分配盒热交换器：列管式热交换器。电加热器（在中心管内）：催化剂的升温还原，催化剂使用后期活性降低时维持反应的热平衡（即补充热量）并流三套管合成塔内件和单管并流合成塔内件各有何优缺点？并流三套管优点具有操作稳定、适应性强、结构普可靠，缺点结构复杂，冷管与分气盒占据较多的空间，催化剂还原时床层下部受冷管传热的影响升温困难，还原不易彻底。单管并流合成塔的优点是使结构简化，提高了塔的容积系数。凯洛格立式轴向四段冷激式氨合成塔的优缺点？第57页最上面1硫酸生产的主要原料有哪些？目前用什么原料生产硫酸的产量较大？（1）硫酸生产用原料：硫铁矿、硫磺、硫酸盐（石膏）、含SO2烟气（有色金属冶炼副产物）及含H2S废气。（2）石油、天然气开采中的副产物硫磺。2写出硫铁矿的焙烧反应，提高焙烧反应的速率的途径有哪些？4FeS2+11O2==8SO2+2Fe2O3,△H=-3411KJ/mol途径：（1）提高反应温度：850~950℃，950℃烧渣熔融结块，熔化在矿石表面，阻滞了氧气的渗透。（2）减小矿石粒度：粒度小较好，但过细时（如硫精矿，0.07~0.15mm，为浮选法得到），易于粘连，限制了气流速度，炉气的含尘量也增大。（3）增加空气与矿粒的相对运动：可采取流化状态反应以减小气体的扩散阻力，故使用沸腾炉燃烧硫铁矿。（4）提高入炉空气含氧量：可增大氧气的扩散速度，但不经济，一般不允许炉气中O2过剩系数过大。3沸腾焙烧炉由哪几部分构成，其作用是什么?沸腾炉的结构：风室、空气分布板、沸腾层、沸腾层上部燃烧空间。作用：扩大部分的作用：细粒大部分顺炉壁流回到沸腾区风帽的作用：高速气流吹松炉料而不至于沉积到气体分布板上。4二氧化硫炉气净化的目的是什么？除去这些杂质的方法是什么？目的：会带入转化系统会降低二氧化硫的转化率，腐蚀系统的设备和管道。因此，必须对炉气进行进一步的净化。方法：酸雾的清除5试述文泡冷电酸洗净化流程？炉气→文氏管→复挡除沫器→泡沫塔→复挡除沫器→冷凝器或增湿塔→电除雾器→净化器→去干燥工序写出二氧化硫催化氧化的反应，此反应有什么特点？如何提高二氧化硫的平衡转化率？SO2+½O2==SO3，△rHm(25℃)=-98.89kJ/mol为放热的可逆反应T降低，P升高，都能使平衡转化率增大6何谓最适宜温度，它与气体组成有什么关系？最适宜温度是：当达到一定温度时，反应最完全，产率最高T升高，正反应速率增大，逆反应速率也增大，但平衡向左移动，所以必然会有一个最适宜的反应温度Tm，在此温度下反应，总反应速率最大。7写出二氧化硫催化氧化反应，此反应有什么特点？如何提高二氧化硫平衡转化率？SO2+½O2==SO3，△rHm(25℃)=-98.89kJ/mol特点：为放热的可逆反应，T降低，P升高，都能使平衡转化率增大，8转化过程的工艺条件是如何确定的？（1）最适宜反应温度：尽量使反应按照最适宜温度线进行，采取的方法：在催化剂活性温度范围内操作；尽可能接近最适宜温度进行反应；采取分段操作。2）SO2的起始浓度根据充分利用原料、减少尾气污染和生产总成本最低的原则，要求：含煤硫铁矿为原料的一转一吸流程中，炉气中SO2控制在7%；硫磺制酸时，SO2控制在8~9%；硫铁矿为原料的二转二吸流程中SO2控制在9~10%（3）最终转化率根据最低生产成本（降低催化剂用量）和提高S利用率及减轻污染（高转化率）的原则：对于中间换热、一次转化的流程（一转一吸流程）选取最终转化率为97.5~98%；对于两转两吸流程的最终转化率可达99.5%。9转化器为什么分段操作，中间冷却有哪几种方式，其优缺点是什么？冷却方式：间接换热式和冷激式两种优缺点①反应速度快，最终转化率高（最后一段转化时O2高）；②可采取高SO2炉气（最后一段转化时先除去了SO3）；③减轻尾气污染（尾气中SO2达到排放标准）；④换热面积大（增加的中间吸收再去转化时又需加热）；⑤动力消耗大（气流阻力大）。10硫酸生产为何选择98.3％的硫酸来吸收三氧化硫？当吸收酸98.3%时，吸收慢，且易生成酸雾；当吸收酸98.3%时，P(SO3)较大，吸收率低；当吸收酸=98.3%时，P(H2O)最低，形成的酸雾最少。所以98.3%浓硫酸为最佳吸收剂。1画出隔膜法氯碱生产的基本工艺过程示意图？第98页图2什么是理论分解电压？什么是槽电压？槽电压由哪几部分构成？理论分解电压：为了使物质能在两电极上连续不断析出时外界所加的最小电压，其理论计算值称理论分解电压，它等于阳极与阴极电极电位之差。槽电压：电解槽两电极上所加的电压称为槽电压。槽电压包括：理论分解电压E、过电位E0、电流通过电解液的电压降△EL和通过电极、导线、接点等的压降△ER3什么是电压效率，什么事电流效率？它们与电能效率的关系是什么？电压效率：ηE：ηE=E(理分)/E(槽)，隔膜法ηE=60%电流效率ηI：隔膜法ηI=96%关系：电能效率η：η=ηE×ηI，隔膜法η60%4为什么离子膜法电解的阴极液中NaCl含量低，根据离子膜选择透过性示意图分析。5导致离子膜性能下降的主要因素有哪些？离子膜长期处于NaOH低浓度下运行，还会使膜膨胀、严重起泡、分离直至永久性破坏。6离子膜电解槽的主要阴阳极材料有哪些？阳极为金属阳极（DSA），阴极为铁板、不锈钢板、镍板等。7试论述电解工艺条件的选择？(1)饱和食盐水质量：影响到离子膜的使用寿命、槽电压及电流效率，如含Ca2+、Mg2+，通过膜孔时易堵塞，所以控制c(Ca2+)+c(Mg2+)2×10-8mol/L。(2)电解槽的操作温度:电流密度降低时，温度也随之下降。在生产中应该根据电流密度来调整温度，控制在70~90℃之间。当T65℃时，使离子膜的微观结构发生不可逆转的变化，电流密度也下降；当T92℃时，产生大量的水蒸气，这时槽电压升。(3)阴极液中NaOH浓度：控制在30~35%，不宜太高，否则电流效率下降。(4)阳极液中NaCl的浓度：控制在200~220g/L（约为4mol/L），不宜太低，低盐浓度易损害膜材料，还形成OH-、Cl-的反渗透。（隔膜法为310~315g/L）(5)阳极液的pH值：阳极液呈酸性，以中和从阴极区迁移过来的OH-，否则副反应会增加，控制pH2。8盐水一次精致和二次精致的工艺流程。盐水的一次精制：钙离子和镁离子可生成沉淀而积聚在隔膜上，使隔膜堵塞，影响了隔膜的渗透性，使电解槽运行恶化，较高浓度的SO42-，将在电解槽的阳极发生氧化反应放出O2，将石墨电极氧化，增加阳极的腐蚀。盐水的二次精制主要采取三步：(1)进一步除游离Cl2、次氯酸、(2)除悬浮物(3)鳌合树脂塔除去微量Ca2+,Mg2+，及螯合树脂的再生9盐水一次精致和二次精致的目的是什么？一次精制是除去盐水中的机械杂质、Ca2+、Mg2+及SO42-。二次精制是因为Ca2+,Mg2+透过阳离子交换膜，易使膜堵塞，所以必须通过二次精制，使c(Ca2+,Mg2+)20μg/L；c(SO42-)4g/L试叙述一次精致和二次精致的工艺流程？1高压低密度聚乙烯生产的工艺条件是什么？通常引发剂和分子量调节剂分别使用的是什么物质？温度：130~350℃（温度过高会发生爆炸性分解，要防止聚合反应釜内产生局部过热）压力：122~303MPa反应停留时间：15s~2min引发剂：引发剂分子量调节剂：丙烯、丙烷、乙烷等2乙炔法生产氯乙烯的反应原理和工艺条件是什么?