化工工艺学(一)
我是化工專(zhuān)業(yè),媽蛋要考試了。。。。。涼涼
趕緊預(yù)習(xí),目標(biāo)61,加油
煤是中國(guó)的戰(zhàn)略性能源資源與化工原料
甲醇—煤化工和石油化工的連接點(diǎn)
煤化工(無(wú)煙煤、煙煤、褐煤、泥煤)
一、煤種的大致分類(lèi)
從大類(lèi)上分,煤炭分為褐煤,煙煤,無(wú)煙煤,泥煤共4大類(lèi)。中國(guó)最集中分布煤炭的就是山西全省,陜西和內(nèi)蒙交接一帶。對(duì)于這個(gè)地區(qū),有個(gè)趨勢(shì)就是從內(nèi)蒙到山西,從北往南,煤炭的煤化程度越來(lái)越高,揮發(fā)分越來(lái)越低。內(nèi)蒙一帶褐煤居多,煤化程度低,易于露天開(kāi)采,揮發(fā)分高,對(duì)煤炭液化有利。到了山西北部和西部,就是以煙煤為主,煤化程度和揮發(fā)分都是中等,到了山西東部陽(yáng)泉,長(zhǎng)治,晉城一帶就是煤化程度最高,揮發(fā)分很低的無(wú)煙煤為主了。
無(wú)煙煤是煤化程度最高的一類(lèi)煤。
揮發(fā)份低,含碳量最高,有較強(qiáng)光澤,硬度高且密度大,燃點(diǎn)高,無(wú)粘結(jié)性,燃燒時(shí)無(wú)煙,是較好的民用燃料和工業(yè)原料,還可用作碳素材料等高碳材料,生產(chǎn)合成煤氣、高爐噴吹燃料等。
煙煤是煤的一類(lèi)。是煤進(jìn)一步變質(zhì)的產(chǎn)物,煤化程度中等。
褐煤是煤化程度最低的一類(lèi)煤,在空氣中易風(fēng)化碎裂,發(fā)熱量最低,褐煤一般作燃料使用,也可作為加壓氣化、低溫干餾的原料
泥煤又稱(chēng)草炭或泥炭,是高等植物殘?bào)w在浸水和缺氧環(huán)境中經(jīng)過(guò)生物、化學(xué)等作用,由分解不完全的植物殘?bào)w,腐植物和礦物質(zhì)等組成的松散有機(jī)物質(zhì)堆積物,多呈褐色、黑褐色。
石油初加工
從原油到石油的基本途徑一般為:
①將原油先按不同產(chǎn)品的沸點(diǎn)要求,分割成不同的直餾餾分油,然后按照產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,除去這些餾分油中的非理想組分;
②通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化,生成所需要的組分,進(jìn)而得到一系列合格的石油產(chǎn)品。
石油煉化常用的工藝流程為常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、溶劑脫瀝青、加氫精制、催化重整。
采油(自主噴發(fā)、水驅(qū)、絮凝劑乳化)
預(yù)處理(二級(jí)脫鹽、脫水)
辛烷值(抗暴震的指標(biāo))
交通工具所使用的燃料 (汽油) 抵抗爆震的指標(biāo),正庚烷的辛烷值定為零,而異辛烷其震爆現(xiàn)象很小,其辛烷值定為100。辛烷值越高,抗爆震性能越好。
常壓蒸餾
減壓蒸餾(為什么要采用減壓蒸餾?工藝如何控制?)
合成氨
合成氨工業(yè)是氮肥生產(chǎn)的關(guān)鍵步。而氮肥的足量供應(yīng),使糧食產(chǎn)量提高了一倍,解決了數(shù)億人口的溫飽問(wèn)題,功德無(wú)量。
控制因素
煤氣化
脫硫
CO變換
合成氨
反應(yīng)設(shè)備
反應(yīng)條件:催化劑、壓力、溫度
合成氨反應(yīng)式如下:
該反應(yīng)為可逆反應(yīng),等號(hào)上反應(yīng)條件為:“高溫高壓”,下為:“催化劑”
氫氣制作
氫氣由煤炭中的碳(煤造氣)或甲烷等(其它路線)還原水蒸氣得到,同時(shí)產(chǎn)物還有二氧化碳和一氧化碳,一氧化碳在接下來(lái)的變換工段和水蒸氣繼續(xù)反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳,二氧化碳再通過(guò)脫碳工段除去大部分,二氧化碳和一氧化碳都能造成合成氨催化劑中毒,所以剩余二氧化碳和一氧化碳繼續(xù)通過(guò)醇化(合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇)和甲烷化凈化后才能送到合成工段。
逸度(Fugacity)在化學(xué)熱力學(xué)中表示實(shí)際氣體的有效壓強(qiáng),用 f 表示。
硫酸工藝
硫酸的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家化工水平的標(biāo)志
純硫酸一般為無(wú)色油狀液體,密度1.84 g/cm3,沸點(diǎn)337℃,能與水以任意比例互溶,同時(shí)放出大量的熱,使水沸騰。加熱到290℃時(shí)開(kāi)始釋放出三氧化硫,最終變成為98.54%的水溶液,在317℃時(shí)沸騰而成為共沸混合物。
直接將二氧化硫通入過(guò)氧化氫中,這樣就可以直接將其氧化為硫酸,不過(guò)這種方式制得的硫酸濃度較低,且成本過(guò)高,工業(yè)上也不宜采用。只有在實(shí)驗(yàn)室里才可能使用這種方法
即,高溫分解硫酸亞鐵,并將產(chǎn)生的氣體通入過(guò)氧化氫。
硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的主要工藝過(guò)程:
接觸法是目前廣泛采用的方法,它創(chuàng)始于1831年,在20世紀(jì)初才廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。到20世紀(jì)20年代后,由于釩觸媒的制造技術(shù)和催化效能的不斷提高,已逐步取代價(jià)格昂貴和易中毒的鉑觸媒。世界上多數(shù)的硫酸廠都采用接觸法生產(chǎn)。
接觸法中二氧化硫在固體觸媒表面跟氧反應(yīng),結(jié)合成三氧化硫,然后用98.3%的硫酸吸收為成品酸。這種方法成品酸濃度高,質(zhì)量純(不含氮化物),但爐氣的凈化和精制比較復(fù)雜。
二氧化硫爐氣的制備
總結(jié)
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