化工工艺学复习资料

*化学工业:又称化学加工工业,泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。

*化学工艺:即化学生产技术,系指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施。

*化学工艺学:是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过程中,以化工产品为目标的过程技术

*化学工程学:主要研究化学工业和其它过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律

*化工生产工艺流程:原料需要经过包括物质和能量转换的一系列加工,方能转变成所需产品,实施这些转换需要有相应的功能单元来完成,按物料加工顺序将这些功能单元有机的组合起来,则构筑成工艺流程,将

原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。

*循环工艺流程:未反应的反应物从产物中分离出来,再返回反应器的工艺流程,其它一些物料如溶液、催化剂溶剂等再返回反应器也属于循环。优点:能显著地提高原料利用率,减少系统排放量,降低了原料消耗,

减少了原料的污染。缺点:工艺流程复杂。

*转化率:指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率,用X表示。X=某一反应物的转化量/该反应物的起始量

*选择性:指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比,用S表示。S=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的转化总量

*收率:Y=转化为目的产物的某反应物的量/该反应物的起始量Y=SX

1.现代化学工业的特点:

答:⑴原料、生产方法和产品的多样性与复杂性;⑵向大型化、综合化、精细化方向发展;

⑶多学科合作、技术密集型生产;⑷重视能量合理利用,积极采用节能工艺和方法;

⑸资金密集,投资回收速度快,利润高⑹安全与环境保护问题日益突出

2.化学工业发展的方向:

答:①面向市场竞争激烈的形势,积极开发高新技术,缩短新技术、新工艺工业化的周期,加快产品更新和升级的速度;②最充分、最彻底地利用原料;③大力发展绿色化工;④化工过程要高效、节能和智能化;⑤实施废物再生利用工程。

3.化学工业的原料资源:

答:自然资源:矿物、植物和动物,还包括空气和水;再生资源

4.化学工业的主要产品:

答:无机化工产品—硫酸、盐酸、纯碱、烧碱、合成氨和氮、磷、钾等化学肥料、无机盐、无机酸、工业气体等;有机化工产品—乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、合成气等产品;高分子化工产品—通用高分子、特种高分子高分子共混物、高分子复合材料等;精细化工产品—①精细化学品:染料、农药、涂料、表面活性剂、医药等;②专用化学品:农用化学品、油田化学品、电子信息用化学品、催化剂等;生物化工产品—①大宗化工产品:乙醇、丙酮、丁醇、甘油、柠檬酸、乳酸②精细化工产品:各种氨基酸、酶制剂、核酸、生物农药③医药产品:各种抗生素、维生素、甾体激素、疫苗等。

5.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?

*他们的综合利用途径有哪些?

⑴石油:①一次加工:常压蒸馏、减压蒸馏②二次加工:催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、、烃类热裂解、烷基化、

异构化、焦化等。

⑵天然气:①天然气制氢气和合成氨;②天然气经合成气路线的催化转化制原料和化工产品;③天然气直接催化转

化成化工产品;④天然气热裂解制化工产品;⑤甲烷的氯化、硝化、氨氧化和硫化制化工产品;⑥湿气天

然气中C2~C4烷烃的利用。

⑶煤:①煤干馏(高温干馏/炼焦、低温干馏)②煤气化③煤液化(煤的直接液化、间接液化)。

6.天然气的分类:

答:⑴干气:主要成分甲烷含量高于90℅;⑵湿气:C2~C4烷烃含量在15℅~20℅或以上。天然气的加工利用见9。

7.生物质和再生资源的利用前景:

答:生物质和再生资源的发展既能解决能源的替代问题,又为农业、自然资源提供了新的发展空间,使其产业化、现代化、变无用为有用,清洁、环保,增加其价值和使用价值。农、林、牧、副、渔业的产品及其废物等生物质可通过化学或生物化学方法转变为基础化学品或中间产品等;工农业和生活废料在原则上都可以回收处理、加工成有用的产品,这些再生资源的利用不仅可以节约自然资源,而且是治理污染、保护环境的有效措施之一。

8.举例说明工艺流程是如何组织的。

答:工艺流程的组织要有化学物理的理论基础,工程知识与生产实践相结合,还要借鉴前人的经验。过程的设计方法有:推论分析法、功能分析法、形态分析法。如推论分析法:是从目标出发,寻找实现此目标的前提,将具有不同功能的单元进行逻辑组合,形成一个具有整体功能的系统。推论分析法采用的是“洋葱”逻辑结构,以反应器为核心开始,由反应器产生的由未反应原料、产品和副产品组成的混合物,需进一步分离,分理处的未反应原料再循环利用。

紧随反应器设计的是分离与再循环设计,再就是换热网络设计,井热量回收而不能满足的冷、热负荷决定了外部公用工程的选择与设计。

9.对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标?

答:对于同一反应物而言,转化率、选择性和收率的关系:Y=SX。对于多反应体系,S<1,希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低,所以不能单纯追求高转化率或高选择性,而要兼顾两者,使目的产物的收率最高。

10.催化剂的基本特征:

11.催化剂在化学生产中的作用:

答:⑴提高反应速率和选择性;⑵改进操作条件;⑶催化剂有助于开发新的反应过程,发展新的化工技术;⑷催化剂在能源的开发和消除污染中可发挥重要作用。

12.生产中正确使用催化剂的方法:

答:催化剂的使用性能有:活性、选择性、寿命(寿命受化学稳定性、热稳定性、力学性能稳定性、耐毒性等性能的影响),所以在催化剂的使用中除了应研制具有优良性能、长寿命的催化剂外,在生产中必须正确操作和控制催化剂的各项反应参数,防止损害催化剂。

烃类热裂解

*焦:原料经蒸馏将重质油分离后,重质油再经裂解过程转化而成的产品。

*烃类的热裂解:将石油系烃类燃料(天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等)经高温作用,使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应,生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其它相对分子质量不同的轻质和重质烃类。

*一次反应:原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应。

*二次反应:一次反应产物继续发生的后继反应。

*裂解气预分馏:将急冷后的裂解气进一步冷却至常温,并在冷却过程中分馏出裂解气中的重组分的环节。

*碱洗法脱除酸性气体:用NaOH为吸收剂,通过化学吸收使NaOH与裂解气中酸性气体发生化学反应以达到脱除酸性气体的目的。

*深冷分离法:实质就是气体液体化技术。通常采用机械方法,如用节流膨胀或绝热膨胀等方法,把气体压缩、冷却后,利用不同气体沸点上的差异进行精馏,使不同气体得到分离。

*冷箱:是一组高效、绝热保冷的低温换热设备,它由结构紧凑的高效板式换热器和气液分离器所组成。因为低温极易散冷,要求极其严密的绝热保冷,故用绝热材料把换热器和分离器均包装在一个箱形物内,称之为冷箱。

解:Kt=ln(c0/c)=ln1/(1-X),解得:t=0.5s

②.试从化学热力学的方法来分析比较在1000K时苯发生如下两个反应时哪个反应占优势?并说明含苯较高的原料在

1000K时进行裂解的过程,主要趋向是增产乙烯还是增大结焦趋向。

THE END

探索和开发低成本超长寿命高性能的氧还原反应非贵金属催化剂(ORR)以取代铂基催化剂用于电化学能量转换装置仍然是一个巨大的挑战。尽管有几种非贵金属催化剂(N掺杂石墨烯过渡金属纳米粒子单原子金属氮碳等)。虽然与商用铂碳相比,它们的催化性能可以媲美现有催化剂,但它们的长期耐用性,特别是在苛刻的电解液中的耐久性,在实际应用中仍然不能令人满意。来自湖南大学中国农业大学和剑桥大学的学者合成了一种的Fe3CNG催化剂,并对其进行了研究,以了解其在锌空气电池中的催化降解行为。实验分析和理论计算表明,由于Fe3C量子点提供了快速的电子转移到NG的价带,由Fe3C量子点和N掺杂石墨烯碳(Fe3CNG)形成的MottSchottky异质结提高了ORR。分子动力学模拟表明,在腐蚀性极强的电解液中,NG中的石墨烯结构相对稳定,避免了Fe3C量子点的腐蚀。将锌/石墨烯复合薄膜与固体电解液相结合,优化后的含Fe3CNG催化剂的锌空气电池具有高开路电压1.506V,高能量密度706.4Whkg1,以及长达1000h的长期稳定性。相关文章以“NonNobleMetalCatalystandZn/GrapheneFilmforLowCostandUltraLongDurabilitySolidStateZnAirBatteriesinHarshElectrolytes”标题发表在AdvancedFunctionalMaterials。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202200397图1.Fe3C@N/MCHS和Fe3CNGMottSchottky异质结制备示意图.图2.所制备的Fe3C@N/MCHSS的形态特征:a)扫描电子显微镜图像;b)电子显微镜图像;c,d)高分辨电子显微镜图像;以及e)典型的电子显微镜图像和相应的CNO和Fe元素映射;f)C和Fe元素的组合映射图像;g)亮场和h)暗场电子显微镜图像;i)相应的NG和Fe3C的HAADFSTEM图像。图3.a)镍泡沫上Fe3C@N/MCHSs阴极的制造工艺,b)固态电解质的制备,c)柔性Zn/石墨烯阳极电极的制备。图4.a)商用Pt/CN/MCHSS和Fe3C@N/MCHSS在N2和O2饱和的0.1MKOH中以50mV/s的扫描速率的CV;b)在O2饱和0.1MKOH下,在1600rpm转速下各种电催化剂的LSV;c)在O2饱和的0.1MKOH中的Fe3C@N/MCHSS在不同的转速下的LSV和(插图)相应的KL曲线;d)用于甲醇交叉试验的商用铂/C和Fe3C@N/MCHSS的计时电流曲线;f)与最先进的单一催化剂的比较;g)锌空气电池示意图;h)开路电压;i)速率性能;j)比容量;k)功率密度和l)具有铂碳和Fe3C@N/MCHSS催化剂的锌空气电池的充放电循环次数。图5.Fe3C@NG的莫特肖特基异质结示意图:a)接触前和b)接触后;c)ORR机制;d,e)Fe3C@NG模型的电荷分布;f)Fe3C@NG模型上的ORR过程;g)示意图能量溢出和h)G,NG,Fe3C和Fe3C@NG板的不同活性位点上ORR途径的能量变化;i)在Fe3C@NG上以不同电位下的能量跃升;j)在0.5MH2SO4溶液中Fe3C@NG的分子动力学(MD)模拟。综上所述,本文报道了一种非贵金属Fe3CNG催化剂,其催化活性和耐久性可与商用铂/碳相当,用于固态锌空气电池的实用ORR。揭示了Fe3CNG催化剂中的MottSchottky等促进了电子转移和电荷密度重分布对催化剂性能的调节作用。特别是对于Fe3CNG异质结,通过适当的设计和调节,由于莫特肖特基异质结和电荷密度的重新分布,同时实现了快速的电子转移和低能垒。分子动力学模拟表明,石墨烯层阻止了Fe3C与H3O+OH和H2O之间的接触,唯一影响降解的是石墨烯层中掺杂的N原子。通过制备锌/石墨烯复合薄膜和固态电解液,进一步解决了锌空气电池普遍存在的自腐蚀锌枝晶稳定性差等问题,优化后的Fe3CNG催化剂锌空气电池的开路电压达到1.506V,能量密度达到706.4Whkg1,长期稳定性达到1000h,向实际应用迈进了一大步。本文的工作为理解用于ORR的非贵金属Fe3CNG异质结构催化剂提供了一些新的见解,也为制造低成本高能量密度长时间循环的锌空气电池提供了新的途径。(文:SSC)本文来自微信公众号“材料科学与工程”。欢迎转载请联系,未经许可谢绝转载至其他网站。推荐阅读:欢迎微信后台回复“应聘编辑”加入我们实用!Origin软件使用经典问题集锦免费下载:18款超实用软件轻松搞科研合作投稿点击此处[Er1gF7PbJUGeb2rznpW3zw==.jpg]欢迎留言,分享观点。点亮在看材料科学与工程

1.中石化申请贵金属催化剂相关专利,有效减少副反应发生金融界2024年12月3日消息,国家知识产权局信息显示,中国石油化工股份有限公司申请一项名为“贵金属催化剂及其制备方法及应用、贵金属催化剂合成防老剂IPPD的方法”的专利,公开号CN119056448A,申请日期为2023年6月。https://m.163.com/dy/article/JIG7KN9I0519QIKK.html
2.集团公司对废贵金属催化剂的回收有何规定?The problem of children violence has been discussed thoroughly in thewake of last week’s tragedy in Arkansas. Some discussions center in easy 62. ___access to guns, exposure m TV violence, and parehttps://www.shuashuati.com/ti/4cb7054d33cb46339e772aa23694a736.html
3.过渡金属取代的贵金属羟基磷灰石催化剂及其制备方法和应用.pdf本发明提供了一种过渡金属取代的贵金属羟基磷灰石催化剂及其制备方法和应用,其制备为:将过渡金属前驱体溶解到钙源溶液中,然后将钙源溶液与磷源溶液混合,并调节混合溶液pH值到8?10,之后进行水热反应得到载体;然后将载体与贵金属前驱体溶液反应得到所述催化剂。该催化剂中贵金属粒径较小且高度分散。催化剂的苯https://m.book118.com/html/2023/0508/7030032000005104.shtm
4.关于贵金属在生产销售过程中的会计核算探讨B公司主要从事贵金属催化剂的研发与生产、催化应用技术的研究开发、废旧贵金属催化剂的回收及再加工等业务。公司贵金属催化剂产品以铂族金属(铂、钯、钌、铑、铱等)为催化活性组分,由于铂族金属价值较高且可回收循环利用的特点,而公司同时具有生产销售催化剂产品和回收废旧催化剂提炼贵金属原料的能力,因此B公司在销售https://www.shinewing.com/audit/practising/detail/64b8c313f678ac623dbc0275.html
5.制药厂钯催化剂的成分(加三元催化剂多钱?)平泽金和贵金属精炼含钯催化剂都用在什么生产中? 钯催化剂的使用? pd2dba3是什么化学品? 盐酸钯与硫酸钯区别? 钯的主要用途? 钯催化剂价格为什么贵? 含钯催化剂都用在什么生产中? 1、含钯催化剂都用在化工领域、石油化工、精细化工等生产中。 敬请保留 客服微信 13027973222 http://www.cnjxhgjs.com/40621.html
6.燃油宝和三元催化剂的区别燃油宝和三元催化剂的区别: 1、首先是两者的作用对象不一样,三元催化剂清洁的对象主要是汽车内部的三元催化器。而燃油宝主要是作用于汽车燃油; 2、三元催化剂和燃油宝的效果不一样,三元催化剂是清洁汽车三元催化器上面的油污和杂质,从而使汽车三元催化器达到最好的性能。而汽车燃油宝是清洁汽车燃油产生的积碳,能够https://3g.china.com/auto/mip/1022887.html
7.贵金属催化剂的性质及简单的活性组成目前,催化剂活性组分的研究重点在于铂、钯、金等单组分贵金属的改性和双组分贵金属的设计合成;对载体的研究主要涉及酸性、孔结构以及载体与金属的强相互作用。未来还需进一步提高贵金属催化剂的抗中毒性能。 贵金属催化剂活性元素组分 贵金属催化剂通常以Pt、Pd、Au等金属作为活性组分,其中对Pt、Pd的研究起步较早,https://www.uivchem.com/news/1933.html
8.催化学报总结了贵金属负载在LDHs载体的优势;(3)核壳型MMO催化剂:分析了在氧化铝球、MOF等载体上原位负载LDHs的方法构筑多级结构的MMO催化剂,利于促进VOCs分解活性;(4)整体型MMO催化剂:满足VOCs分解实际应用,提出铝片基底上原位生长-煅烧制备高活性位点暴露的整体式催化剂的优点.在催化活性基础上着重介绍了水蒸气对活性的影响https://www.cjcatal.com/CN/volumn/volumn_1470.shtml
9.两电子氧还原制备过氧化氢:贵金属催化剂的几何与电子结构调控的1000-0518. 230048 两电子氧还原制备过氧化氢:贵金属催化剂的 几何与电子结构调控的研究进展 罗二桂* 唐涛王艺 张俊明 常宇虹 胡天军 贾建峰* (山西师范大学化学与材料科学学院,磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室,太原 030032) 摘要 通过两电子氧还原反应(2e-ORR)电化学合成过氧化氢(H2O2)的显著优势是高http://yyhx.ciac.jl.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=18171
10.lpop原子许多最近研制出的CS-SAC显示出了在碱性电解质的燃料电池中远优于Pt/C的催化性能,同时有些CS-SAC在酸性条件下的催化表现甚至优于最新的非贵金属催化剂聚合物电解质膜燃料电池(PEMFCs)。因此,与传统的纳米颗粒或本体催化剂相比,它们更有望成为更令人钦佩的替代品,以促进能量转化反应及拓宽可再生能源装置的实际应用。https://blog.csdn.net/weixin_39797780/article/details/109976846
11.非贵金属基催化剂用于催化降解有机污染物的研究进展当前,随着环境问题的日益加剧,工业废水产生了大量有毒的有机化合物,将这些物质释放到水生环境中会对人类健康造成极大的威胁,因此,对有机污染物的合理处理变得尤为重要,制备具有高催化效率、高循环稳定性、低成本和绿色环保的非贵金属催化剂可以促进绿色可持续发展。阐述了非贵金属基催化剂的研究进展,包括最常用的单/https://snm.usst.edu.cn/html/2022/2/20220201.htm
12.光催化CO2转化研究综述2.2 催化剂改性方法 单独的TiO2或g-C3N4由于光生电子效率或CO2吸附能力的限制,在CO2还原反应产率方面表现较差,研究者采用多种改性手段对催化剂的结构进行设计和优化,针对光反应的常见强化方法包括金属或非金属离子掺杂、贵金属沉积、异质结结构构建、与碳材料复合改性和催化剂的纳米结构设计等;针对表面还原反应的常见强化https://www.fx361.com/page/2022/0628/14792106.shtml
13.催化燃烧与RTO在卤素等有机废气治理中的技术分析3. 纳米催化剂能够用多久?催化剂的使用寿命通常根据使用情况而定,一般情况可参照下表来判断。如有具体需求,也可向我司咨询。 4. 新型催化剂的制备工艺和传统贵金属有何区别?贵金属催化剂的制备一般包含了第一载体(蜂窝陶瓷或堇青石),上面涂附第二载体Al2O3, 之后再涂附活性组分Pt,Pd,Rh,和助催化剂CeO2等http://www.zeeflow.com/html/article/1641.html
14.世界一流科技期刊文章精选单原子分散贵金属催化剂的制备和催化 厦门大学化学化工学院、能源材料化学协同创新中心郑南峰和傅钢课题组,采用乙二醇保护的超薄二氧化钛纳米片作为载体,应用光化学方法,成功制备了负载量高达1.5wt%的单原子分散钯催化剂;在温和条件下高效脱除前驱体氯钯酸上的氯离子是成功制备的关键;研究成果发表于《科学》杂志。贵金属http://www.scichi.cn/zinecontent.php?id=1827