化工工艺学第二版朱志庆答案

第四章 习题

2． 燃烧炉的内层为460mm厚的耐火砖,外层为230mm厚的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400℃,外表面温度t3为100℃。试求导热的热通量及两砖间的界面温度。设两层砖接触良好,已知耐火砖的导热系数为?1?0.9?0.0007t,绝缘砖的导

t。两式中t可分别热系数为?2?0.3?0.0003取为各层材料的平均温度,单位为℃,λ单位为W/(m·℃)。

解：设两砖之间的界面温度为t2，由

t1?t2t2?t3?b1b2，得

t1?t22?t2?100230?10?3/(0.3?0.0003?t2?t3)2?t2?949C?1?21400?t2460?10?3/(0.9?0.0007?热通量

q?t1?t2?1400?949?0.40/0.97?0.0007???2???1689W/m2

4．蒸汽管道外包扎有两层导热系数不同而厚度相同的绝热层,设外层的平均直径为内层的两倍。其导热系数也为内层的两倍。若将二层材料互换位置,假定其他条件不变,试问每米管长的热损失将改变多少?说明在本题情况下,哪一种材料包扎在内层较为适合?

解：设外层的平均直径为dm2，内层平均直径为dm1，则dm2?2dm1且??2?。 由导热效率方程知：

21Q=t

By：WMY

1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭的可能性，这三个副反应的化学反应方程式分别为CH4?C?2H2；2CO?C?CO2；

CO?H2?C?H2O；而从动力学角度分析只有_CH4?C?2H2才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：空气煤气_、水煤气_、_混合煤气

和半水煤气__。

3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、吸附态水和化学键态水。

4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有铜锌铝系 和铜锌铬系_两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：湿法脱硫_和_干法脱硫__两种

类型。

6、氨合成塔的内件主要由_催化剂筐_、热交换器_和电加热器三个部分组成。

7、尿素的合成主要分两步进行分别为：2NH3 (g)+CO2 (g)=NH4COONH2 （1）和_NH4COONH2

(l)＝NH2CONH2 (l)+H2O (l)

9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：①稳定的

空气量、②_稳定的矿石组成__和③_稳定的投矿量_。

10、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，当析炭较轻时可采用降压减量_和提高水碳比两种法将积炭消除。 1

淮 海 工 学 院

2010 -2011学年 第 2 学期 化工工艺学 大作业

班级 学号 姓名 一、填空题

1.化工工艺是将各单项化学工程技术在以产品为目标的前提下集成，解决各单元间的_______ 和 _______。

2.对于无机矿的加工方法主要有_______ 和 _______。

3.在基本有机化工原料中，最重要的就是“三烯”，“三苯”，它们主要来源于石油和天然气加工获得，其中“三苯”指苯、甲苯、_______；“三烯”指乙烯、丙稀、_______。 4.合成气可由天然气、煤以及渣油制得，通过它可以获得一系列的化工产品，但不同产品对合成气中H2/CO（摩尔）要求不同，对于合成氨，H2/CO应为_______；对于制造甲醇H2/CO应为_______。

5.催化裂化是石油加工中最重要的方法，是典型的气固催化反应，其基本的反应历程是原料油高温汽化，扩散在多孔催化剂表面，被催化剂的活性中心_______，_______，_______，产物再扩散到气流主体。

二、简答题

1. 简述将实验室试验(间歇过程)成功工业化(连续过程)放大的方法和必要条件？ 2. 请说明

第七章 传质与分离过程概论

1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数y1和y2。

y1?0.055/170.055/17?0.945/290.002/17?0.0903

y2?

?0.00340.002/17?0.998/29 进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2为

Y1? Y2?0.09031?0.0903?0.0993

0.00341?0.0034?0.0034

由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2. 试证明由组分A和B组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1） dwA?MAMBdxA(xAMA?xBMB)2

（2）dxA?MAMB(dwAwAMA?wBMB)2

解：（1）

wA?MAxAxAMA?xBMB?MAxAxAMA?(1?xA)MB

dwMA(xAMA?xBMB)?xAMA(MA?MB)MAMB(xA?xB)A??dx22(x

第七章 传质与分离过程概论

1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数y1和y2。

y1?0.055/170.055/17?0.945/290.002/17?0.0903

y2?

?0.00340.002/17?0.998/29 进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2为

Y1? Y2?0.09031?0.0903?0.0993

0.00341?0.0034?0.0034

由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2. 试证明由组分A和B组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1） dwA?MAMBdxA(xAMA?xBMB)2

（2）dxA?MAMB(dwAwAMA?wBMB)2

解：（1）

wA?MAxAxAMA?xBMB?MAxAxAMA?(1?xA)MB

dwMA(xAMA?xBMB)?xAMA(MA?MB)MAMB(xA?xB)A??dx22(x

第七章 传质与分离过程概论

1.在吸收塔中用水吸收混于空气中的氨。已知入塔混合气中氨含量为5.5%（质量分数，下同），吸收后出塔气体中氨含量为0.2%，试计算进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2。

解：先计算进、出塔气体中氨的摩尔分数y1和y2。

y1?0.055/170.055/17?0.945/290.002/17?0.0903

y2?

?0.00340.002/17?0.998/29 进、出塔气体中氨的摩尔比Y1、Y2为

Y1? Y2?0.09031?0.09030.00341?0.0034?0.0993 ?0.0034

由计算可知，当混合物中某组分的摩尔分数很小时，摩尔比近似等于摩尔分数。

2. 试证明由组分A和B组成的双组分混合物系统，下列关系式成立： （1） dwA?MAMBdxA(xAMA?xBMB)2

（2）dxA?MAMB(dwAwAMAMAxAxAMA?xBMB?wBMB

)2 解：（1）

wA??MAxAxAMA?(1?xA)MB

dwMA(xAMA?xBMB)?xAMA(MA?MB)MAMB(xA?xB)A??dx22(x

西安交通大学网络教育学院

《化工工艺学（专升本）》习题三答案

一、单项选择题（本大题共35小题，每小题2分，共70分）

1、一次反应，即由原料烃类经热裂解生成乙烯和（D）的反应。 A、甲烷 B、乙烯 C、丁烯 D、丙烯

2、烷烃脱氢和断链难易的规律：烷烃的相对稳定性随碳链的增长降低；烷烃的脱氢能力与烷烃的分子结构有关；叔氢最（ ）脱去；带支链的烃较直链烃（ ）断裂。（A） A、容易，容易 B、容易，难于 C、难，难于 D、难，容易

3、芳香烃的热稳定性很高，在一般的裂解温度下不易发生（ ）的反应，但可发生两类反应一类是芳烃脱氢缩合反应，另一类烷基芳烃的侧链发生断链生成苯、甲苯、二甲苯等反应和脱氢反应。（C）

A、芳烃脱氢缩合 B、结焦 C、芳环裂化 D、侧链裂化反应 4、芳香烃热裂解的主要反应有：（ ）、断侧链反应和脱氢反应。（A）

A、芳烃脱氢缩合 B、芳构化反应 C、烷基化反应 D、脱烷基反应 5、各类烃热裂解的难易顺序为：正构烷烃（ ）异构烷烃，环烷烃（ ）芳烃。（ A ） A、大于,大于

第3章 干燥

1.已知湿空气的总压强为50kPa，温度为60℃相对湿度40％，试求：（1）湿空气中水气的分压；（2）湿度；（3）湿空气的密度 解：（1）查得60℃时水的饱和蒸汽压PS = 19.932kPa ∴ 水气分压 P水气 = PSф= 19.932×0.4 = 7.973kPa

（2）H = 0.622 P水气 / （P-P水气）=0.622×7.973/（50-7.973） = 0.118 kg/kg绝干 （3）1kg绝干气中含0.118kg水气

x绝干 = (1/29)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.84 x水气 = (0.118/18)/[(1/29)+(0.118/18)] = 0.16

∴ 湿空气分子量M0 = 18x水气 + 29x绝干气 = 18×0.16 + 29×0.84 = 27.249 g/mol

∴湿空气密度 ρ= MP/RT = （27.24×10-3×50×103）/（8.314×333） = 0.493 kg/m3湿空气

2.利用湿空气的H-I图查出本题附表中空格内的数值，并给出序号

《化学工艺学》复习纲要

1 绪论

(1) 化学工业的范围、现状和发展方向？

(2) 无机化工、精细化工、生物化工、有机化工、煤化工和高分子化工等概念的含义。

(3) 化学工艺学和化学工业以及化学工艺、化学工程、工业催化和应用化学等学科的关系？

2 化工资源及其初步加工

(1) 为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源？它们的综合利 用途径有哪些？

(2) 试述煤化程度与煤性质及其应用的关系。

(3) 组成煤和石油的元素、化合物各有哪些？煤和石油在组成、结构和性质上有 何差别？目前合成有机化工产品原料路线多以石油和天然气为主的原因？ (4) 为多产芳烃，在催化重整中要控制哪些工艺参数？ (5) 石油通常可以按照哪几种方法进行分类？

(6) 围绕原油的常减压流程图：① 简述流程；② 原油为什么要进行预处理？③ 原油直接蒸馏后为什么还要经过减压蒸馏？ (7) 衡量汽油的质量指标有哪些？

(8) 什么是辛烷值？提高汽油辛烷值的方法有哪些？如何测定辛烷值？ (9) 什么是热裂化、催化裂化和加氢裂化？催化裂化和加氢裂化各有哪些特点？ (10) 什么是催化重整？其主要反应有哪些？简述催化重整催化剂的组成、作用及其发展趋势？

(11) 石油的一

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2014学年第2学期

函授13化学工程（专升本）专业《化工工艺学》课程教案

4课时/次共10次40课时

教师：________________

教研室：______________

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§ 1 第一章合成氨原料气的制备

教学目的：掌握优质固体燃料气化、气态炷蒸汽转化、重汕部分氧化等不同原料制气过程的基本原理：原料和工艺路线：主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。

教学重点：优质固体燃料气化、气态炷蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程。教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使用条件。

新课内容：

第一节固体燃料气化法

一、槪述

固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）气化：用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可姻性气体的过程。气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉。

二、基本概念

1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和水分以外，其余的可燃物质称为固定碳。

2、煤的发热值：指1公斤煤在完全燃烧时所放出的热量。

3、标煤：低位发热值为7000kcal/kg的燃料4.空气煤气：以空气作为气化而生成的煤气其中含有大量的氮（50%以上）及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氢气。