工艺习题及解答

习题及解答

第二章化工资源及初步加工

2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？

答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。

石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。

（2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。

（3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。

（4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。

2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。

答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。

在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。

随着缩合和叠合作用持续地进行下去，结果形成不同煤化程度的烟煤。如长焰煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。处于焦煤阶段的煤，由于缩合和叠合程度适宜，煤的粘结性好，适合用作炼焦原料。由烟煤演变成的无烟煤，分子叠合程度进一步加深，H、O含量进一步减少，凝胶化组份和稳定组分明显减少，这种煤适合做民用燃料和煤气化燃料，在化工上的应用也不如烟煤重要。

煤化程度演变到石墨阶段，煤分子中H、O已消失，分子排列正规，用加热的

方法已不能将其分解，物理、化学性质已同普通煤有相当大的区别，似乎已是另类物质，故不将它列为煤的一个品种。

2-3、为多产芳烃，在催化重整中要控制哪些工艺参数？

答：首先要选取合适的重整原料油的族的组成，即馏分油中环烷烃含量要高。因它经芳构化反应，生成的芳烃产率亦高；

其次是选择优良催化剂，它不仅能减少贵金属Pt的用量，延长催化剂使用寿命，而且还可增加芳烃产率和缓和反应工艺条件；

再次shirt选择合适的工艺，如采用移动床连续式再生工艺，因它不仅生产能力大，效率高，而且可使催化剂的活性和选择性一直处于良好状态，从而可得到高效率、高质量的芳烃产品。

最后是选择适宜的抽提剂和抽提工艺。优良的抽提剂可减少因混入余油中的芳烃量，从而增加芳烃的收率。优良的抽提工艺，可减少工艺的能耗和抽提剂消耗量。

2-4 、查阅有关文献资料，写一篇“21世纪的天然化工”小论文。

提示：（1）关键词：天然气：产量和储量；目前市场消费量及消费方向；今

后消费趋势

（2）文献资料：美国(CA);中国《化学文摘》；《中国化工信息》《石

油和天然气化工》《天然气工业》

（3）撰写大纲举例：

1、世界和中国天然气储量丰富，开采量增长势头猛烈。

2、天然气目前大量用作燃料和化工原料，合成发动机燃料的工业

也得到快速发展，天然气化工在国民经济中的作用日益突出。

3、天然气化工和煤化工一起，将取代石油化工成为化学工业的支

柱产业，具体表现在以下方面….

4、结论：21世纪的天然气化工大有作为

2-5 、除课文已叙述的外，试举两个以农副产品为原料生产化工产品的例子，简单的描述一下他们的生产过程。

提示：如利用家畜粪便生产沼气；由雷火藤经抽提制取中成药；由茉莉

花经抽提制取茉莉花香精等。可根据各自经历，自由选择。

第三章通用反应单元工艺

3-1 氧化反应有哪些特点？这些特点与工艺流程的组织有什么

具体的联系？

答：氧化反应的共同特点有：1属强放热反应；2反映途径多样化，副产品品种多；3生成CO2和水的倾向性（即深度氧化）大。

在工艺流程中须考虑热量的回收和合理利用，在设备的选用时，须考虑反应热的及时携出问题。由于生成的主、副产物品种多，含量不高（或集中度差），在工艺流程中须考虑产物的分离次序。分离设备的选用或设计时要考虑是否能达到分离要求的问题。为减少CO2和水的生成，选择氧化剂和氧化催化剂相当重要，并在工艺流程组织重要考虑氧化剂和氧化催化剂的循环及回收利用问题，为减少深度氧化反应的发生，适时中止氧化反应相当重要，为此，在工艺流程中须设臵中止氧化反应的设备，如急冷器等。

3-2 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，为什么要在不同温度条件下分段进行？

答: 在二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应中，反应热力学和反应动力学之间存在矛盾，即为达到高转化率，希望反应在较低温度下进行。为加快反应速率，希望反应在较高温度下进行，在实际生产中，为兼顾资源利用、环境保护及企业生产能力，常将反应分段进行。首先利用SO2初始浓度高，传质推动力大的优势。在较低温度下快速将反应转化率提升至70%-75%，然后快速升温至较高反应温度，在此利用反应动力学优势，快速将反应转化率提升至85%-90%。进入第三阶段后，反应又在较低温度下进行，利用反应热力学优势，将转化率再次提升至97%-98%。由于提升幅度不大，花费的时间也不会很多。

这种反应顺序的安排，既照顾了反应转化率，又兼顾了反应速率。但若追求高转化率（如达到99.5%），反应需在更低的温度下进行，花费时间长，将严重影响到企业的生产能力，此时需采用本教科书上介绍的“二转二吸”工艺才行。

3-3 硝酸生产中，氧化炉的哪些构件是为满足工艺要求而设臵的？

答：氧化炉的上下锥体的角度在65°-75°，上锥体设有锥形分布器使氨-空气混合气气流分布均匀。下锥体通过热量反射，让铂网受热均匀，并用耐火砖衬里保温，使催化区域保持足够高的温度，并有利反应热的回收和利用。下锥体的花板上，还设臵消音环，以消除反应中产生的啸叫声。氧化炉的圆柱体部分，设臵铂催化基层，气流方向与铂网重力方向一致，以减少铂网的振动，降低铂的损失。为开工点火、测温和取样分析，在上圆柱体开设了视孔、取样孔，在下圆柱上开设了点火孔，通过上述构件，保证氨-空气混合气均匀流过铂网整个截面，满足反应温度均匀，铂网损失最小，以及热损失较小等工艺要求。

3-4 简述环氧乙烷生产中车间的安全问题。

答：环氧乙烷生产车间采用的原料（以西）和产品（EO）都是易燃易爆物料，运输和储存中，管路、容器和反应器都不准有溢流现象发生；车间动力线路采用暗线埋设，设备采用防爆电机驱动，设备之间排列顺序和间距要符合国家安全要求，不能用铁器击打设备和管道，不穿有铁钉的鞋子。各工段之间的间距也符合国家安全要求。乙烯-氧气混和器，氧化反应器的设计和制造要规范，严格符合工艺和安全要求，以避免混合器爆炸、氧化器“飞温”和“尾烧”等事故发生。车间设臵安全通道，配臵灭火等消防设施。

3-5 丙烯腈反应器改进的方向以及目前遇到的困难

答：目前广泛采用的Sohio细粒子湍流床反应器比固定床反应器优越，但实际操作与反应原理之间存在不小的矛盾。从氧化-还原机理及丙烯氨氧化的特性来看，要求床层下部处于低氧烯比状态，在获得一定转化率（如80%）的同时，提高反应的选择性；在床层上

部处于高氧烯比状态，让剩余丙烯继续反应，转化率达到98%以上，而实际操作情况则与之相反，选择性和转化率不高，大有改进余地，Sohio公司近年来开发的新型反应器（如本教科书图3-1-42所示），以及国内开发的UL反应器（如图3-1-43所示），都采用分段式（或两个反应区域）布局。首先在低氧烯比条件下反应，然后分段（区域）补充氧气继续反应，以获取较高的选择性和转化率。这类反应器岁发表了专利，但存在气-固分离器负荷大，分离器内固体粒子浓度高，易发生深度氧化反应，以及催化剂跑损严重的缺点，反映器结构也颇为复杂，至今还没有实现工业化。

3-6氨合成有多种工艺流程，试说说他们的主要特点。

答：（1）中国中型合成氨系统工艺流程，属中压法采用中国自主开发的轴径向氨合成塔，工艺流程简单，投资省，适宜与非尿素类氨企业配套，缺点是氨净值低，能量回收和利用差，生产成本高。

（2）布朗三塔三废锅氨合成圈工艺流程。属低压法，能量回收利用好，氨净值高，采用天然气为原料，新鲜补充原料气经生冷法已除去惰性气体，H2、N2也得到调整，对反应有利，且弛放气无排放，原料利用率高，但工艺流程复杂，投资大，适用于大型合成氨厂采用，生产成本低，环境污染小。

（3）伍德两塔两废锅氨合成圈工艺流程，属低压法，能量回收和利用好，氨净值高，采用石油渣油为原料，弛放气经回收H2后排放，原料利用率高，但工艺流程复杂，投资大，适用于大型合成氨厂采用，生产成本低，环境污染小。

（4）托普索S-250型氨合成圈工艺流程，属低压法，因采用径向反应塔，小颗粒催化剂，反应压降小，催化剂活性高，能量回收利用好，氨净值高，以天然气为原料，适用于大型合成氨厂采用。

（5）卡萨里轴径向氨合成工艺流程，属低压法，能量回收利用好，氨净值较高，只需一个反应器，故能方便的应用于中国中型合成氨厂的扩能技改中，但因氨净值比上述的（2）~（4）稍低，在新建大型氨厂采用还不十分适宜。

3-7评价一个工艺流程的主要技术经济指标有哪些？

答：主要有：（1）原材料的消耗定额。（2）能量的消耗定额。这两个指标直接影响到生产成本（3）反应转化率（4）反应选择性（或收率）。这两个指标用来评判反应条件是否合理，选用催化剂是否优良（5）三废排放量（包括废气、废液和废渣）及治理指标，这一指标用作环境评估依据（6）某一生产能力下的投资金额，这一指标用作选择工艺流程的依据。

3-8 简述离子膜法电解原理

答：利用离子交换膜代替隔膜。离子交换膜微孔中，挂有磺酸基团（-SO3-）其上有可交换的Na+能与阳极电解液（盐水）中的Na+进行交换，客观上看到的是Na+经微孔进入阴极室，而阳极电解液中的Cl-或阴极室中的OH-因受-SO3-的排斥，不能经微孔流入阴极室或阳极室。因此，经过放电，在阳极室可得到Cl2及低浓度食盐水，在阴极室得到H2和低浓度纯NaOH溶液。若阳极电解液（盐水）中含有多价阳离子（如Ca2+、Mg2+、Al3+和Fe3+等）按上述原理也会与-SO3-的Na+交换，从而占据了部分交换位臵，是离子交换膜的交换Na+的能力下降，故原料盐水的脱多价阳离子相当重要，只有将他们脱除至某一指标后，才能用作电解液。

第四章无机化工反应单元工艺

4-1 培烧和煅烧有哪些相同和不同之处？试写出培烧和煅烧化

学反应式各一条，举例说明培烧和煅烧的工业应用。

答：焙烧是将化学矿石在空气、氢气、氯气、一氧化碳、二氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料熔点，发生氧化、还原或其他化学变化的单元过程。

煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或二氧化硫等挥发性物质的过程。

两者相同之处是：均在低于炉料的熔点的高温下进行。

两者的不同之处是：焙烧是原料与空气、氯气等气体及添加剂发生化学反应，煅烧是物料发生分解反应，失去结晶水或挥发组分。

焙烧的工业应用实例：硫铁矿焙烧制备二氧化硫。

4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2↑

3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2↑

煅烧的工业应用实例：石灰石煅烧制备生石灰。

CaCO3→CaO+CO2↑

4-2 采用哪些措施可提高矿务的浸取速度？书中介绍的各类浸取器的共同点和特点是什么？

答：提高矿物浸取速率的措施有：

——选取合适的浸取剂；

——对矿物进行切片、粉碎、研磨等予处理；

——选取合适的浸取条件，包括温度、浸取剂浓度、矿石粒径、液固

比、搅拌措施等；

——选取合适的浸取设备。

浸取器有间歇式、半连续式、连续式；按固体原料处理方式，分为固定床、移动床、分散接触式等；按液固接触方式，可分为多级接触、单级接触等。

浸取器有渗滤器、机械搅拌槽式浸取器、空气鼓泡槽式浸取器、回转式浸取器、板式浸取塔、增稠浸取器、螺旋浸取器等。

4-3 在湿法磷酸生产中，可采取那些措施来提高磷的总收率？

答：在湿法磷酸生产中，提高磷收率的措施有：

在磷矿浸取工序要尽可能提高磷矿分解率，尽可能减少由于磷矿粉被包裹或同晶取代造成的P2O5损失。在分离工序要求CaSO4结晶粗大、均匀、稳定，过滤强度和洗涤效率高，减少P2O5损失。

要选取合适的浸取条件，包括：①液相SO3浓度；②反应温度；③料浆中P2O5浓度；④料浆中固含量；⑤料浆返回量；⑥物料在反应槽中停留时间；⑦搅拌强度。

4、查阅有关资料补充说明硫酸钾还有哪些生产方法？

答：硫酸钾的几种生产方法：

（1）氯化钾与硫酸镁转化（基于复分解反应）

2KCl+MgSO4 K2SO4+MgCl2

（2）氯化钾与无水钾镁矾转化

4KCl+ K2SO4〃2 MgSO4 3K2SO4+2 MgCl2

（3）由氯化钾与硫酸反应

2KCl+H2SO4 K2SO4+2HCl

（4）由钾盐镁矾（KCl〃MgSO4〃2.75H2O）

第一步生成软钾镁矾

4（KCl〃MgSO4〃2.75H2O）+ H2O2 （ K2SO4〃MgSO4〃6H2O）

+2 MgCl2

第二步再分解得硫酸钾

K2SO4〃MgSO4〃6H2O K2SO4+ MgSO4+6H2O

（5）从天然卤水或制盐苦卤水中回收

利用多元盐水相图原理，从含钾盐明卤水中按K+-Na+-Mg2+||Cl--SO42-||H2O体系相图设计加工途径提取K2SO4。

第五章有机化工反应单元工艺

5-1 裂解气生冷分离中，采用哪些措施来回收冷量？

答：冷量的回收表现在两个方面，一个方面是低温度级别的冷量在不同温度下的重复使用，例如塔顶冷凝器用的低温冷剂，用作温度稍高的精馏塔顶冷剂，或中间冷凝器的冷剂，依此类推直至这种冷剂全部汽化，温度升至接近常温为止，另一种是现有冷剂通过节流膨胀或热泵系统维持一定的低温度级别冷剂，以减少低温度级别的冷剂的制造量，从而节约能量。冷箱是回流冷量的经典设备，利用这一设备可制造出更低温度级别的冷量，用作脱甲烷塔的冷剂等。这一过程，可看做潜在冷量被释放出来，变成更低温度级别的冷量，使之得到回收和利用。

5-2 在两种环氧氯丙烷的生产方法中，采用了哪些氧化剂？请扼要说明相应的工艺条件．

答: 氯丙稀法采用的氧化剂有：气态Cl2，次氯酸；醋酸丙烯酯法采用的氧化剂有：气态Cl2。

氯丙稀法中的丙烯高温氧化在400~500℃，0.08MPa的条件下进行，丙烯和氯气的配比为n （C3H6）／n（Cl2）=4：1。氯丙稀的次氯酸化原料配比为n（氯丙稀）：n（氯气）=1.003：1，反应分三批进行，操作温度分别为30℃，38℃和46℃；醋酸丙烯法中的氯化反应，反映条件为温度0~10℃,压力0~0.3MPa（表），烯丙醇转化率可达100%。

5-3 采用催化蒸馏法有哪些好处？

答:首先，催化蒸馏法将反应器和蒸馏塔组合在一起，实现了反应和蒸馏在同一设备内进行，因而节约了设备投资费。

其次，可将反应热供给蒸馏和提馏段。节能效果明显，也省去加热设备和相应管路。

最后是因反应产物能通过蒸馏和提馏快速离开反应区，有利于平衡向生成目的产物方向移动，从而提高了反应的平衡转化率。

5-4 解释气相乙烯水合法生产乙醇。乙烯转化率仅为

4.5%~

5.0%的原因。

答：这可由平衡转化率与温度和压力的关系来确定（见本教材书图5-4-04）。由该图可见，即使压力升至14.7MPa。在300℃时，乙烯的平衡转化率仅为22%，在此条件下，乙烯已发

生猛烈的聚合反应。另一方面，工业上应用的磷酸/硅藻土催化剂，只能在250~300℃时才能发挥正常活性。为防止聚合，工业上采用的压力在7.0MPa左右。250~300℃下相应的平衡转化率为10%~20%。考虑到动力学因素（希望在稍高温度下进行），实际的转化率很低，仅为5%左右

5-5 可采用哪些措施来提高n（正丁醛）/n（异丁

醛）的比例？

答：主要有：（1）采用膦羰基铑催化剂。它可将n（正丁醛）

/n（异丁醛）比例由羟基钴催化剂的（3~4）：1提升至

（12~15）：1。

（2）控制合适的反应温度，也可提高n-/i-的比例

（3）适当降低 CO和升高H2分压，也有利于n-/i-的比例的升高

（4）采用非极性溶剂（如2，2，4-三甲基戊烷。苯等）也可提升n-/i-的比例。

第六章煤化工反应单元工艺

6-1 煤的热分解过程条件的变化对煤的干馏和气化有什么影响?

答: 温度：

随最终温度的升高，煤干馏时，焦炭和焦油产率下降，煤气产率增加而煤气热值降低，焦油中芳烃与沥青含量增加，酚类和脂肪烃含量降低，煤气中氢气成分增加而多碳烃类减少。气化时，煤焦的气化速率增加，气化过程由化学控制向扩散控制过渡，高温气化的煤气中焦油和烃类物质很少，接近平衡组成。

升温速率：

随加热速率的增加，煤干馏时热解的液体量增加、胶质体温度范围扩大，煤膨胀度增加，焦炭裂纹增加，块度下降。快速升温有利于挥发分析出，半焦气孔率增加，可促进气化过程。

压力：

在压力下进行热解时，煤的粘结性得到改善，此时，裂解产生的液体产物数量以及液体产物的停留时间随压力增加而增加，从而有利于对固相的润湿作用的缘故。

压力增加同样加速气化反应速率。但煤干馏时，压力增加干馏煤气产率下降。

气氛：

在氢气氛中进行热裂解和在惰性气氛中显著不同，在加氢气氛中裂解仅需几秒钟就能生成更多的挥发产物，加氢热解后甲烷和轻质油产率明显增加，而干馏残炭产率明显下降。同样煤在二氧化碳气氛和水蒸气气氛下的气化速率也是不同的，一般煤焦与水蒸气的气化速率大于煤焦与二氧化碳的气化速率。

6-2 实行配煤炼焦有哪些积极意义?

答: 炼焦煤资源：国内外都存在优质炼焦煤资源不足，中国更是如此。

焦炭质量本身：单一煤种炼焦只有焦煤合适，但随着高炉大型化，单一煤种的焦炭不能满足现代高炉要求。

调整炼焦企业产品结构：在保证焦炭质量前提下，尽量增加焦化产品收率，有利于企业经济利益。

6-3 实现煤气化多联产系统有哪些好处?

答: 传统煤化工主要是焦化、气化、液化和电石乙炔。

粗放式加工：以焦炭、煤气为主要产品，为冶金和化工（化肥，芳烃，乙炔）提供原料；本质是热加工：基本不用催化剂和反应器，采用高温加热的焦炉和煤气炉。虽称煤化工，但缺少化工特色；工艺技术发展程度低，劳动条件较差；规模小，增值少，环境污染严重。

煤气化多联产系统的好处：

以煤气化为龙头，采用资源/能源/环境一体化的多联产工艺，实现煤炭大规模、高效、清洁转化和多联产。

①它是一个多元集成技术体系，并能根据市场需求把多种先进技术组合成不同能源体系；

②考虑工业生态学，可实现颗粒物、SO2、NO2和固体废物等污染物的近零排放，通过提高效

率和碳封存实现CO2零排放；

③原料和产品的多元化，原料包括煤、天然气、渣油、石油焦、生物质、城市垃圾等，产品

有发电联产蒸汽、液体燃料、合成气、化学品、氢等；

④先进的系统集成及计算机控制技术以保证系统运行的可靠性和稳定性。

6-4 查阅有关资料撰写一篇“21世纪的煤化工展望”小论文。

答题要点：

煤炭资源状况和煤与油气异同，尤其是煤炭直接利用对环境的影响，说明煤炭转化的重要性。

结合当时煤化工产业的热点，阐述煤化工发展趋势。

工艺流程图 高三复习题2017(含答案)

化工流程题的解题策略 1．一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程： 2．各过程涉及的考点： （1）对原料进行预处理的常用方法及其作用： ①研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。 ②水浸：与水接触反应或溶解。 ③酸浸：与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。 ④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化。如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机 碘转化为碘盐。 ⑤煅烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。（2）核心化学反应要掌握： ① 元素及其化合物知识：化工生产将原料转变成产品的过程，也是物质经历相互转化的过程。 理解物质之间的转化关系，就要用到元素及其化合物的相关知识。一般围绕铁、铜、铝、镁、氯、硫、磷、硅等元素的单质或化合物的工业制备来进行命题，需要掌握这些元素及其化合物的知识 ②还要掌握有关化工生产的知识，熟悉的有纯碱工业、氨工业、硅单质的制备、氯碱工业、海水中提取镁、海水中提取溴等； ③化学反应原理：化工生产中把原料转变成产品的过程就是化学反应的过程，从化学反应原理的角度选择原料、控制条件和选择设备等，是化工生产的基本思路。化学反应原理的相关知识包括质量守恒定律、化学反应速率、化学平衡、电化学、化学热力学等，做到能综合运用这些知识分析化工生产中化学反应的情况。 （3）化工生产过程中分离提纯、除杂等环节，与高中化学基本实验的原理紧密联系，包括过滤、洗涤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、分液等基本实验操作及原理，并要熟悉所用到的相关仪器。 （4）对整个工艺流程能进行评价: ①体现绿色化学思想（使用无毒无害原料，采用原子利用率高的制备路线，原料的循环利用，副产物综合利用，节能，等）； ②高效节能方面（原料廉价，工艺简单，产品的纯度高，能耗低等） （5）化学计算：纯度，转化率、产率计算，有效数字的取舍 2．解答基本步骤 （1）读题头，得目的，划原料，明产品，解决“干什么” 一般采用“首尾分析法”：通过阅读题头，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，通过对比分析工业流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，弄清从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素。 （2）读题问，逐空填答，用语要规范，解决“怎么写” 从化学原理的角度、用化学语言作答；要抓住主要问题，针对具体问题作具体分析。具体答题要点如下： ①答题所问：要看清题目要求，按要求答题。如：写离子方程式还是化学方程式；写物质的名称还是化学

工艺典型习题和解答3

第五章机器的装配工艺

〔例4.3〕说明装配尺寸链中组成环、封闭环(相依环)和公共环的含意。 〔例4.4〕何谓装配尺寸链组成最短原则? 〔例4.5〕极值法解尺寸链与概率法解尺寸链有何不同?各用于何种情况? 〔例4.6〕试将装配尺寸链与工艺过程尺寸链进行比较．试述其异同：(从计算基本公式；组成环；封闭环：尺寸链解法：尺寸链构成等方面进行比较) 〔例4.7〕机器产品的装配精度与零件的加工精度、装配工艺方法有什么关系？

零件的加工精度直接影响到装配精度。对于大批量生产，为了简化装配工作，便于流水作业，通常采用控制零件的加工误差来保证装配精度。但是，进入装配的合格零件，总是存有一定的加工误差，当相关零件装配在一起时，这些误差就有累积的可能。累积误差不超出装配精度要求，当然是很理想的。此时装配就只是简单的连接过程。但事实并非常能如此，累积误差往往超过规定范围，给装配带来困难。采用提高零件加工精度来减小累积误差的办法，在零件加工并不十分困难，或者在单件小批生产时还是可行的。这种办法增加了零件的制造成本。当装配精度要求很高，零件加工精度无法满足装配要求，或者提高零件加工精度不经济时，则必须考虑采用合适的装配工艺方法，达到既不增加零件加工的困难又能满足装配精度的目的。由此可见，零件加工精度是保证装配精度要求的基础。但装配精度不完全由零件精度来决定，它是由零件的加工精度和合理的装配方法共同来保证的。如何正确处理好两者之间的关系是产品设计和制造中的一个重要课题。 〔例4.8〕什么叫装配尺寸链？它与一般尺寸链有什么不同？ 装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的尺寸或位置关系所组成的一个封闭的尺寸系统。即由一个封闭环和若干个与封闭环关系密切的组成环组成。 它与一般尺寸链的不同点是： 1. 装配尺寸链的封闭环一定是机器产品或部件的某项装配精 度，因此，装配尺寸链的封闭环是十分明显的。 2. 装配精度只有机械产品装配后才能测量。 3. 装配尺寸链中的各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是 在几个零件或部件之间与装配精度有关的尺寸。 4. 装配尺寸链的形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平 面尺寸链、空间尺寸链。 〔例4.9〕装配尺寸链如何查找？查找时应注意些什么？ 具体方法为：取封闭环两端的零件为起始点，沿着装配精度要求的

化学工艺学习题及解答

习题及解答 第二章化工资源及初步加工 2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。

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[机械制造行业]机械制造工艺习题

（机械制造行业）机械制 造工艺习题

二、问答题 1、什么是生产过程和工艺过程。 2、试述分析零件技术要求时需要考虑哪些因素？ 3、选择毛坯种类时，一般应考虑哪些因素？ 4、在确定表面加工方法时，需考虑哪几方面的因素？ 5、在机械加工过程中，为什么要划分加工阶段？ 6、在机械加工过程中，通常在哪些场合需要安排检验工序？ 7、什么是封闭环？它有何特点？ 8、什么是工序尺寸？其公差的标注原则是什么？ 9、什么是尺寸链？它有何特征？ 三、分析计算题 1、成批生产如图1-1所示零件的阶梯轴,试按表中的加工顺序将其工序、安装、工位、工步用数码区分开。 图1-1 2、如图1-2所示零件，若按调整法加工时，试在图中指出：⑴加工平面2时的设计基准、

定位基准、工序基准和测量基准；⑵镗孔4时的设计基准、定位基准、工序基准和测量基准。 图1-2 3、试选择左图1-3所示端盖零件加工时的粗基准。 4、图1-4所示零件为一拨杆，试选择加工Φ 10H7孔的定位基面。已知条件：其余各被加工表面均已加工好，毛坯为铸件。 图1-3图1-4 加工表面加工要求加工顺序采用机床 阶梯轴上的外圆φ60H6、Ra1.6 盘状齿轮坯的内孔φ80H6、Ra0.8 机床床身导轨平面 1200×100mm2、 Ra0.8 6、一小轴，毛坯为热轧棒料，大量生产的工艺路线为粗车-精车-淬火-粗磨-精磨，外圆设计尺寸为，已知各工序的加工余量和经济精度，试确定各工序尺寸及其偏差、毛坯尺寸及粗车 工序名称工序 余量 经济精度 工序尺寸 及偏差 工序 名称 工序 余量 经济精度 工序尺寸 及偏差 精磨0.1 0.013 （IT6） 粗车 6 0.21 （IT12） 粗磨0.4 0.033 （IT8） 毛坯尺 寸 ±1.2 精车 1.5 0.084（IT10） 7、加工下左图所示零件，A为设计基准,B为测量基准,按极值法计算A2及其偏差。 8、下右图工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0。试求工序尺寸A2。

制药工艺学试题及习题答案

《化学制药工艺学》第一次作业 一、名词解释 1、工艺路线： 一个化学合成药物往往可通过多种不同的合成途径制备，通常将具有工业生产价值的合成途 径称为该药物的工艺路线。 2、邻位效应： 指苯环内相邻取代基之间的相互作用，使基团的活性和分子的物理化学性能发生显著变化的 一种效应。 3、全合成： 以化学结构简单的化工产品为起始原料，经过一系列化学反应和物理处理过程制得化学合成 药物，这种途径被称为全合成。 4、半合成： 由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得化学合成药物的途径。 5、临时基团： 为定位、活化等目的，先引入一个基团，在达到目的后再通过化学反应将这个基团予以除去，该基团为临时基团。 6、类型合成法： 指利用常见的典型有机化学反应与合成方法进行合成路线设计的方法。 7、分子对称合成法： 由两个相同的分子经化学合成反应，或在同一步反应中将分子相同的部分同时构建起来，制得具有分子对称性的化合物，称为分子对称合成法。 8、文献归纳合成法： 即模拟类推法，指从初步的设想开始，通过文献调研，改进他人尚不完善的概念和方法来进行药物工艺路线设计。 二、问答题 1、你认为新工艺的研究着眼点应从哪几个方面考虑? 答： (1)工艺路线的简便性， (2)生产成本因素， (3)操作简便性和劳动安全的考虑, (4) 环境保护的考虑， (5) 设备利用率的考虑等。 2、化学制药工艺学研究的主要内容是什么？ 答： 一方面，为创新药物积极研究和开发易于组织生产、成本低廉、操作安全和环境友好的 生产工艺；另一方面，要为已投产的药物不断改进工艺，特别是产量大、应用面广的品种。研究和开发更先进的新技术路线和生产工艺。 3、你能设计几种方法合成二苯甲醇？哪种路线好? 答：

化学工艺学课后习题及答案

第2章化学工艺基础 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：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，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？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：转化率是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百分率。 选择性是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。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，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。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： 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催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。 在生产中必须正确操作和控制反应参数，防止损害催化剂。 催化剂使用时，必须在反应前对其进行活化，使其转化成具有活性的状态，应该严格按照操作规程进行活化，才能保证催化剂发挥良好的作用。 应严格控制操作条件：①采用结构合理的反应器，使反应温度在催化剂最佳使用温度范围内合理地分布，防止超温；②反应原料中的毒物杂质应该预先加以脱除，使毒物含量低于催化剂耐受值以下；③在有析碳反应的体系中，应采用有利于防止析碳的反应条件，并选用抗积碳性能高的催化剂。 在运输和贮藏中应防止催化剂受污染和破坏；固体催化剂在装填时要防止污染和破裂，装填要均匀，避免“架桥”现象，以防止反应工况恶化；许多催化剂使用后，在停工卸出之前，需要进行钝化处理，以免烧坏催化剂和设备。 2-10假设某天然气全是甲烷，将其燃烧来加热一个管式炉，燃烧后烟道气的摩尔分数组成（干基）为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。试计算天然气与空气的摩尔比，并列出物料收支平衡表。 解：设烟道气（干基）的量为100mol。 反应式：CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 分子量：16 32 44 18

机械制造工艺学课后习题答案

机械制造工艺学（上）思考题及参考答案1、什么叫生产过程，工艺过程，工艺规程 答：生产过程：从原材料变成成品的劳动过程的总和。 工艺过程：在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、性能及相对位置关系的过程。 工艺规程：在具体生产条件下，将最合理的或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式写成的工艺文件。 2、某机床厂年产CA6140 卧式车床2000台，已知机床主轴的备品率为15%，机械加工废品率为5%。试计算主轴的年生产纲领，并说明属于何种生产类型，工艺过程有何特点若一年工作日为280天，试计算每月(按22天计算)的生产批量。 解：生产纲领公式 N=Qn(1+α)(1+β)=（1＋15％）（1＋5％）=2415台/年查表属于成批生产,生产批量计算: 定位各举例说明。 答：六点定位原理：在夹具中采用合理的六个定位支承点，与工件的定位基准相接触，来限制工件的六个自由度，称为六点定位原理。 完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置。 不完全定位：没有全部限制在六个自由度，但也能满足加工要求的定位。 欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位。 过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度。 （d）一面两销定位，X，两个圆柱销重复限制，导致工件孔无法同时与两销配合，属过定位情况。 7、“工件在定位后夹紧前,在止推定位支承点的反方向上仍有移动的可能性,因此其位 置不定”,这种说法是否正确为什么 答：不正确，保证正确的定位时，一定要理解为工件的定位表面一定要与定位元件的定位表面相接触，只要相接触就会限制相应的自由度，使工件的位置得到确定，至于工件在支承点上未经夹紧的缘故。

机械制造工艺学典型习题测验

机械加工工艺典型习题和解答 第一章机械加工工艺规程的 〔例1.3〕试举例说明下列各组的概念、特点以及它们之间的区别：(1)零件尺寸链、工艺过程尺寸链，工艺系统尺寸链，装配尺寸链；(2)封闭环．组成环，增环．减环。

〔例 1.10〕设某一零件图上规定的外圆直径为Ф320 05.0-mm ，渗碳深度为0.5～0.8 mm 。现为使此零件可和另一种零件同炉进行渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8～1.0 mm 。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其上、下偏差？ [解] 渗碳深度是间接保证的尺寸，应为封闭环。并作出尺寸链计算图。 车削外圆的半径及公差R δR 为组成环之一。 求R δR ： 0.8=1+16-R min ，R min =16.2mm 0.5=0.8+15.975-R max , R max =16.275mm 故车削工序的直径尺寸及公差应标注为Φ32.550 15.0- mm 。 〔例 1.11〕設一零件，材料为2Cr13，其内孔的加工顺序如下： （1）车内孔Φ31.814 .00 +（2）氰化，要求工艺氧化层深度为磨内孔Φ320.035 0.010＋＋，要求保 证氧化层深度为0.1~0.3mm, 试求氰化工序的工艺氧化层深度t T δ? [解] 按加工顺序画出形成氰化层深度0.1 ~0.3mm 的尺寸链计算图。 图中0.1~0.3 mm 是最后形成的尺寸应为封闭环。

计算 t T δ: 0.3=t max +15.97-16.005 0.1=t min +15.9-16.0175 得 t max =0.335mm t min =0.2175mm 故氰化工序的工艺氰化层深度t T δ=0.21751175 .00 +mm 。 〔例 1.12〕某小轴系成批生产，工艺过程为车、粗磨、精磨、镀铬。所得尺寸应为Ф300 045.0-㎜，镀层厚度为0.03～0.04㎜。试求镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差。 [解] 列尺寸链如图示，镀铬后外径尺寸Φ300 045.0-mm 为封闭环 30=A 1max +0.08 得 A 1max =29.92mm 30-0.045=A 1min +0.08-0.02 A 1min =28.895mm 所以镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差大小为A 1=Φ29.920 025.0- mm 〔例 1.13〕某轴套的部分工艺过程为：粗磨内孔到Ф04 .0076.154+Φ㎜，再渗氮，最 后精磨内孔至04 .00155+Φ㎜，单边渗氮层深度要求为0.3～0.5㎜，试计算渗氮工序 的渗入深度。 [解] 列尺寸链如图，应保证的渗碳层深度为封闭环0.6—1.0mm （双边）.

化学工艺学课后习题及答案

化学工艺学课后习题及答案 可能用到的相对原子质量: Na-23 Al-27 Si-27 O-16 C-12 H-1 Cl-35.5 第一部分选择题（共20分） 第1题—第10题，每小题只有一个选项符合题意。每小题1分，共10分。 1．物质在不断的运动变化，属于物理变化的是 A．冰雪消融B．大米酿酒C．木柴燃烧D．铁钉生锈 2．下列物质的用途中，利用其物理性质的是 A．氧气用于切割金属B．干冰用于人工降雨 C．铁粉用作食品双吸剂D．小苏打用于治疗胃酸过多 3．下列生活用品是用金属材料制作而成的是 A．陶瓷杯B．不锈钢碗C．塑料盆D．玻璃茶壶 4．下图是初中化学常见的几个实验操作，其中错误的是 A．除去H2中的CO2 B．稀释浓硫酸C．点燃酒精灯D．检查装置的气密性5．下列有关实验现象的描述，正确的是 A．木炭在氧气中燃烧产生大量白烟B．蛋白质遇浓硝酸变黄 C．铁丝在空气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体 D．打开装有浓硫酸的试剂瓶盖，一会儿瓶口会产生白雾 6．近期中央电视台播出的《舌尖上的中国》很受观众欢迎，该节目主要介绍中国的美食及其制作方法。“饮食健康”是人们普遍的生活追求，下列说法正确的是 A．用甲醛浸泡海产品B．在果汁中加入“塑化剂”使其口感更好C．在煲好的鸡汤中放入适当的加碘食盐D．用聚氯乙烯做食物保鲜膜 7．根据你的生活经验和所学的化学知识，判断下列做法（或说法）不正确的是 A．油锅着火时，迅速盖上锅盖B．用钢丝球洗刷铝制炊具 C．铵态氮肥不能与草木灰混合施用D．使用可降解塑料，可减少“白色污染”8．2013年1月16日央视《焦点访谈》的题目为“PM2.5 你了解吗”，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，是形成灰霾天气的最大元凶。下列做法对PM2.5的治理不能起到积极作用的是 A．建筑工地经常洒水降尘B．露天焚烧伪劣产品 C．香烟烟雾颗粒的直径大多在0.1至1.0微米，提倡不吸或少吸烟 D．加强工业废气和汽车尾气的净化处理 9．小华到水族馆参观时了解到：一些观赏鱼是从其他地方空运来的，而且必须密封。为了解决鱼的吸氧问题，可在水中加入一种叫做过氧化钙（化学式：CaO2）的制氧剂，它与水反应后的生成物可能是 A．CaO和O2 B．CaCO3和H2 C．Ca(OH)2和O2 D．CaCl2和O2 10．右图为甲乙两物质的溶解度曲线，下列说法正确的是 A．甲的溶解度大于乙的溶解度 B．t1℃时，甲、乙两物质饱和溶液中溶质的质量分数均为15% C．要使接近饱和的乙溶液转化为饱和溶液，可以采用蒸发溶剂的方法 D．t2℃时，将50克甲物质放入100克水中，得到溶液的质量为150克 第11题—第15题，每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案包括两个选项，只选一个且正确得1分；多选、错选得0分；每小题2分，共10分。 11．“黄金有价、玉无价”，某一种玉石的主要成份是NaAlSi2O6，关于NaAlSi2O6的说法正确的是

高三化学工艺流程图习题汇总

化学工艺流程题 1．医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等，以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医用二水合氯化钙工艺流程为： … Fe(OH)3Al(OH)3 氢氧化物 开始沉淀时的pH开始溶解： 完全沉淀时的pH< 完全溶解： （1）CaCO3与盐酸反应的离子方程式。 （2）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为，目的是除去溶液中少量的Al3＋、Fe3＋。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是________ ________。 （3）过滤时需用的玻璃仪器有。滤渣主要成分的化学式。 （4）酸化时加盐酸的目的为：①，②防止Ca2+ 在蒸发时发生水解。（5）为什么蒸发结晶要保持160℃：。 ~ （6）若所测样品CaCl2 ·2H2O的质量分数偏高（忽略其它实验误差），可能的原因之一为。 2、实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下： (1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是________（填编号）； 》 A．品红溶液B．紫色石蕊溶液C．酸性KMnO4溶液D．溴水 (2)在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+，写出FeS、O2、H2SO4反应的方程式_____； (3)在③中，需加入的物质是________； (4)在④中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有______ ____________； (5)在⑥中，将溶液Z控制到70～80 ℃的目的是________ __________； (6)为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验(假设杂质中不含铁元素和硫元素)：称取g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数【Mr (BaSO4)＝233 Mr (Fe)＝56】。（写出计算过程，结果保留4位有效数字）

机械制造工艺学典型习题解答-12页文档资料

典型习题和解答 第一章 机械加工工艺规程的 〔例1.3〕试举例说明下列各组的概念、特点以及它们之间的区别：(1)零件尺寸链、工艺过程尺寸链，工艺系统尺寸链，装配尺寸链；(2)封闭环．组成环，增环．减环。 〔例 1.10〕设某一零件图上规定的外圆直径为Ф320 05.0-mm ，渗碳深度 为0.5～0.8 mm 。现为使此零件可和另一种零件同炉进行渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8～1.0 mm 。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其上、下偏差？ [解] 渗碳深度是间接保证的尺寸，应为封闭环。并作出尺寸链计算图。 车削外圆的半径及公差R δR 为组成环之一。 求R δR ： 0.8=1+16-R min ，R min =16.2mm 0.5=0.8+15.975-R max , R max =16.275mm 故车削工序的直径尺寸及公差应标注为Φ32.550 15.0- mm 。 〔例 1.11〕設一零件，材料为2Cr13，其内孔的加工顺序如下： （1）车内孔Φ31.814.00+（2）氰化，要求工艺氧化层深度为磨内孔Φ 320.0350.010＋ ＋，要求保证氧化层深度为0.1~0.3mm, 试求氰化工序的工艺氧 化层深度t T δ? [解] 按加工顺序画出形成氰化层深度0.1 ~0.3mm 的尺寸链计算图。

计算 t T δ: 0.3=t max +15.97-16.005 0.1=t min +15.9-16.0175 得 t max =0.335mm t min =0.2175mm 故氰化工序的工艺氰化层深度t T δ=0.21751175.00+mm 。 〔例 1.12〕某小轴系成批生产，工艺过程为车、粗磨、精磨、镀铬。所得尺寸应为Ф300 045.0-㎜，镀层厚度为0.03～0.04㎜。试求镀铬前 精磨小轴的外径尺寸及公差。 [解] 列尺寸链如图示，镀铬后外径尺寸Φ300 045.0-mm 为封闭环 30=A 1max +0.08 得 A 1max =29.92mm 30-0.045=A 1min +0.08-0.02 A 1min =28.895mm 所以镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差大小为A 1=Φ29.920025.0- mm 〔例 1.13〕某轴套的部分工艺过程为：粗磨内孔到Ф04.0076.154+Φ㎜， 再渗氮，最后精磨内孔至04.00155+Φ㎜，单边渗氮层深度要求为0.3～ 0.5㎜，试计算渗氮工序的渗入深度。 [解] 列尺寸链如图，应保证的渗碳层深度为封闭环0.6—1.0mm （双边）. 解尺寸链 1.0=154.76+0.04+tmax-155 0.6=154.76+tmin-(155+0.04) tmax=1.2mm

化学工艺学课后习题答案

第2章化学工艺基础 2-1 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？ 答：石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展至今，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有 90%来源于石油和天然气。90%左右的有机化工产品上游原料可归结为三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）、三苯（苯、甲苯、二甲苯）、乙炔、萘和甲醇。其中的三烯主要有石油制取，三苯、萘、甲醇可有石油、天然气、煤制取。 2-2生物质和再生资源的利用前景如何？ 答：生物质和再生能源的市场在短期内不可能取代，传统能源的市场，但是在国家和国际政策的指引下，在技术上的不断突破中，可以发现新能源在开始慢慢进入试用阶段，在石油等传统资源日益紧张的前提下，开发新能源也是势不可挡的，那么在我国生物质作现阶段主要仍是燃烧利用，但是越来越的的研究开始往更深层次的利用上转变，估计在未来的一段时间生物质能源会开始慢慢走入人们的视线 2-3何谓化工生产工艺流程？举例说明工艺流程是如何组织的？ 答：化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。教材上有2个例子。 2-4何谓循环式工艺流程？它有什么优缺点？ 答：循环流程的特点：未反应的反应物从产物中分离出来，再返回反应器。 循环流程的优点：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，也减少了对环境的污染。 循环流程的缺点：循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累，对反应速率和产品产率有影响，必须定期排出这些物质以避免积累。同时，大量循环物料的输送会消耗较多动力。 2-5何谓转化率？何谓选择性？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：转化率是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百分率。 选择性是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。 在复杂反应体系中，选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。 有副反应的体系，希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。但是，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。 2-6催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？ 答：三个基本特征： ①催化剂是参与了反应的，但反应终了时，催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。 ②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡。 ③催化剂具有明显的选择性，特定的催化剂只能催化特定的反应。 在化工生产中的作用主要体现在以下几方面： 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

工艺流程习题专练

教学过程 一、复习预习 1.金属元素化合物性质与反应 2.非金属元素有化合物性质与反应 3.过滤与洗涤 二、知识讲解 考点1题型模型 化学工艺流程题结构一般包括题头、题干和题尾三部分。题头一般简单介绍以何种物质(主要成分是什么、含什么杂质等，要注意一些关键信息)为原料制备哪种物质，以及物质的性质和用途。题干部分则是工业制备的简化工艺流程图。题尾部分则是根据工业生产流程中涉及到的化学知识命题者精心设计的系列问题。对于学生解题需要的未学过的信息在三个部分都有可能出现，审题时须全盘考虑。 考点2考点模型 (1)原料处理的方法和作用 ①研磨：增大接触面积，加快溶解或加快反应速率。 ②水浸：与水接触溶解或反应，可通过延长时间、搅拌或适当升温来加速，以提高浸出 率。 ③酸浸：与酸接触反应而溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。可通过 适当增大酸的浓度、升温和强力搅拌等加快反应速率。 ④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化。 ⑤煅烧：改变结构，使一些物质在后续过程中易溶解，并可使一些杂质(如有机物)在高 温下氧化、分解。 (2)实验条件的控制和目的

①调节溶液的pH值：使某些离子转变为沉淀而达到分离的目的，抑制某些离子的水解， 防止某些离子的氧化等。在题目中常以表格形式给出信息。 ②控制体系的温度 a．控制低温：防止物质的分解，如NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、HNO3(浓)等；防止物质的挥发，如盐酸、醋酸等；抑制物质的水解，如冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；增大气体反应物的溶解度，使其被充分吸收。 b．采取加热：加速某固体的溶解，加快反应速率；减少气体生成物的溶解并使其逸出； 使平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。 c．控制范围：确保催化剂的催化效果，兼顾速率和转化率，追求更好的经济效益，防止副反应发生等。 (3)物质分离或提纯常用的化学方法 ①溶解法：利用特殊溶剂把杂质溶解而除去，如Fe(Al)可用过量的NaOH溶液而除去 Al，CO2(HCl、H2O)先通过饱和食盐水，再通过浓H2SO4。 ②沉淀法：a.加合适的沉淀剂(要使杂质离子充分沉淀，加入的沉淀剂必须过量，且在后 续步骤中易除去)。b.调节溶液的酸碱性。 ③洗涤法：a.水洗，b.冰水洗，c.有机溶剂洗，其目的是：洗去目标物表面的杂质离子； 减少目标物的溶解损耗或增大有机杂质的溶解量；防止目标物形成结晶水合物；使晶体快速干燥。 (4)可循环物质的判断 ①流程图中回头箭头的物质 ②生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步 反应的相关物质。 三、例题精析 【例题1】高锰酸钾是中学常用的试剂。工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如下。

化学工艺学习题及解答

2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同？ 答：（1）开采：一个煤矿往往有多层煤层。每煤层的厚度也不同，为此需建造长长的坑道，铺上铁轨，才能从各层将煤运出。 为运送物资和人员，还需要建造竖井，装上升降机。石油和天然气，用钻机钻道并建立油井（或气井）后，借用自身的压力（开采后期需抽汲），石油及天燃气即可大量从地下喷出，因此开采比煤方便得多。 （2）运输：煤用铁路或轮船运输，运力受限制，石油和天然气一般采用管道输送，初期投资似乎较大，但从长期看还是划算的，管道输送成本低、方便，也不受运力限制。 （3）加工：煤是高分子量缩聚物，一般用热化学方法处理，将煤裂解，可得到气体、液体和固体产物，由于成分复杂，从中制取纯物质难度较大。石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物，一般采用物理方法将混合物分离和提纯。为增加某一组分（或馏分）的产量，也常采用化学方法（如化学合成或化学热裂解）。因此，由石油和天然气加工制得的化工产品，比煤多得多，生产成本也比煤低。 （4）应用：煤主要用作一次性能源。随着石油资源日益枯竭，由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视，并得到迅速发展，继而带动煤化工工业的发展。煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。人们指望在不久的将来，由煤化工和天然气逐步取代石油化工，成为获取化工产品的主要途径。石油大量用作发动机燃料，由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。大多数的化工产品都由石化行业生产出来。但随着石油资源的枯竭，石油化工将逐步萎缩，并被煤化工和天然气化工取代。天然气目前大量用作民用燃料。但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速，天然气资源丰富，开采和运输方便，以它为原料合成发动机液体燃料，投资和生产成本也比较低廉。今后，天然气化工和煤化工一样，将逐步取代石油化工，成为化学工业的主要产业。 2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。 答：在泥炭化阶段，经好养细菌和厌氧细菌分解，植物开始腐败，植物中的蛋白质开始消失，木质素、纤维素等大为减少，产生大量腐蚀酸。但植物残体清晰可见，水分含量很高，这一阶段得到的泥炭，大量用作民用燃料，工业价值甚小。 在煤化阶段，形成的泥炭在地热、地压的长期作用下，开始进一步演变，首先有无定形的物质转换为岩石状的褐煤，腐植酸大为减少，并发生脱水，增石炭作用（由缩合和叠合作用得到）氢和氧含量降低，褐煤水含量仍高，发热量亦不高，由于缩合和叠合作用处于初级阶段，用作民用燃料、煤气化原料尚可，用作炼焦原料则不宜。在地压和地热的继续作用下，褐煤中的有机质进一步反应，逐步形成凝胶化组份、丝炭组分和稳定组份。由于成煤原料（植物）和成煤条件的差异，形成的上述组分的含量各不相同，所得的烟煤品质也不同。 随着缩合和叠合作用持续地进行下去，结果形成不同煤化程度的烟煤。如长焰煤、气煤、肥煤、焦煤和瘦煤等。处于焦煤阶段的煤，由于缩合和叠合程度适宜，煤的粘结性好，适合用作炼焦原料。由烟煤演变成的无烟煤，分子叠合程度进一步加深，H、O含量进一步减少，凝胶化组份和稳定组分明显减少，这种煤适合做民用燃料和煤气化燃料，在化工上的应用也不如烟煤重要。 煤化程度演变到石墨阶段，煤分子中H、O已消失，分子排列正规，用加热的方法已不能将其分解，物理、化学性质已同普通煤有相当大的区别，似乎已是另类物质，故不将它列为煤的一个品种。 3-1 氧化反应有哪些特点？这些特点与工艺流程的组织有什么?具体的联系？ 答：氧化反应的共同特点有：1属强放热反应；2反映途径多样化，副产品品种多；3生成CO2和水的倾向性（即深度氧化）大。 在工艺流程中须考虑热量的回收和合理利用，在设备的选用时，须考虑反应热的及时携出问题。由于生成的主、副产物品种多，含量不高（或集中度差），在工艺流程中须考虑产物的分离次序。分离设备的选用或设计时要考虑是否能达到分离要求的问题。为减少CO2和水的生成，选择氧化剂和氧化催化剂相当重要，并在工艺流程组织重要考虑氧化剂和氧化催化剂的循环及回收利用问题，为减少深度氧化反应的发生，适时中止氧化反应相当重要，为此，在工艺流程中须设置中止氧化反应的设备，如急冷器等。 3-2 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，为什么要在不同温度条件下分段进行？ 答: 在二氧化硫催化氧化生成三氧化硫的反应中，反应热力学和反应动力学之间存在矛盾，即为达到高转化率，希望反应在较低温度下进行。为加快反应速率，希望反应在较高温度下进行，在实际生产中，为兼顾资源利用、环境保护及企业生产能力，常将反应分段进行。首先利用SO2初始浓度高，传质推动力大的优势。在较低温度下快速将反应转化率提升至70%-75%，然后快速升温至较高反应温度，在此利用反应动力学优势，快速将反应转化率提升至85%-90%。进入第三阶段后，反应又在较低温度下进行，利用反应热力学优势，将转化率再次提至97%-98%。由于提升幅度不大，花费的时间也不会很多。这种反应顺序的安排，既照顾了反应转化率，又兼顾了反应速率。但若追求高转化率（如达到99.5%），反应需在更低的温度下进行，花费时间长，将严重影响到企业的生产能力，此时需采用本教科书上介绍的“二转二吸”工艺才行。 3-4 简述环氧乙烷生产中车间的安全问题。 答：环氧乙烷生产车间采用的原料（以西）和产品（EO）都是易燃易爆物料，运输和储存中，管路、容器和反应器都不准有溢流现象发生；车间动力线路采用暗线埋设，设备采用防爆电机驱动，设备之间排列顺序和间距要符合国家安全要求，不能用铁器击打设备和管道，不穿有铁钉的鞋子。各工段之间的间距也符合国家安全要求。乙烯-氧气混和器，氧化反应器的设计和制造要规范，严格符合工艺和安全要求，以避免混合器爆炸、氧化器“飞温”和“尾烧”等事故发生。车间设置安全通道，配置灭火等消防设施。 3-5 丙烯腈反应器改进的方向以及目前遇到的困难 答：目前广泛采用的Sohio细粒子湍流床反应器比固定床反应器优越，但实际操作与反应原理之间存在不小的矛盾。从氧化-还原机理及丙烯氨氧化的特性来看，要求床层下部处于低氧烯比状态，在获得一定转化率（如80%）的同时，提高反应的

机械制造工艺学课后习题及参考答案

机械制造工艺学复习题及参考答案 第一章 什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程 ？ 生产过程是指从原材料变为成品的劳动过程的总和。 在生产过程中凡属直接改变生产对象的形状、 尺寸、 性能及相对位置关系的过程， 称为工 艺过程。 在具体生产条件下， 将最合理的或较合理的工艺过程， 用文字按规定的表格形式写成的工 艺文件，称为机械加工工艺规程，简称工艺规程。 、某机床厂年产 CA6140 卧式车床 2000 台，已知机床主轴的备品率为 15%，机械加工废品 率为 5%。试计算主轴的年生产纲领，并说明属于何种生产类型，工艺过程有何特点？若一 年工作日为 280 天，试计算每月 (按 22 天计算 )的生产批量。 解：生产纲领公式 N=Qn(1+ a )(1+ 3 )= (1 + 15%) (1 + 5%) =2415 台/ 年 查表属于成批生产 , 生产批量计算 : 定位？各举例说明。 六点定位原理： 在夹具中采用合理布置的 6 个定位支承点与工件的定位基准相接触， 来限 制工件的 6 个自由度，就称为六点定位原理。 完全定位： 工件的 6 个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置， 定位。 不完全定位： 没有全部限制工件的 6个自由度， 但也能满足加工要求的定位， 定位。 欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位，称为欠定位。 过定位： 工件在夹具中定位时， 若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度， 称为过定 位。 (d ) —面两销定位，X,两个圆柱销重复限制，导致工件孔无法同时与两 销配合，属过定位情况。 7、 “工件在定位后夹紧前 , 在止推定位支承点的反方向上仍有移动的可能性 定” , 这种说法是否正确 ?为什么 ? 答：不正确， 保证正确的定位时， 一定要理解为工件的定位表面一定要与定位元件的定位表 面相接触， 只要相接触就会限制相应的自由度， 使工件的位置得到确定， 至于工件在支承点 上未经夹紧的缘故。 8、 根据六点定位原理 , 分析图中各工件需要限制哪些的自由度 , 指出工序基准 , 选择定位基准 并用定位符号在图中表示出来。 9、分析图所示的定位方案，指出各定位元件分别限制了哪些自由度，判断有无 欠定位与过定位，并对不合理的定位方案提出改进意见。 何谓零件、套件、组件和部件？何谓套装、组装、部装、总装和装配？ 零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其它材料构成的。 称为完全 称为不完全 , 因此其位置不

化学工艺学课后标准答案

化学工艺学课后答案 【篇一：化学工艺学复习题及答案】 、氧化还原、加氢- 醇、酸、脂和芳烃等 :①经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进 分氧化制乙炔；③直接制造化 工产品,如制造炭黑、氢氰酸、各。 ｃ３、c４和中等大小的分子居多②异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异，使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少④聚合、缩合反应 . -气化-液化;热解－气化－发电;气化-合成－燃料；液化-燃料－气化;液化-加氢气化 、丁二烯和 r-ch2－ｃh3←→r-ch=ch2＋h2；断链反应：ｒ－cｈ２-cｈ2-ｒ’→r－ch２＝ch2+r’ h c-h键能大于c-c键能，固断链比脱氢容易②烷烃的相对稳定性随碳 ｃ-h键或ｃ-c键,较直链的键能小⑤低分子烷烃的c－c键在 c4以上烯烃、单环芳烃 h缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳

成单烯烃的反应；芳烃:无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有 烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢 缩合为多环芳烃, 芳烃直至转化为焦。烯烃加氢转化为烷烃，脱氢变为二烯烃或炔烃；芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦;烷烃会进一步裂解 成低级烷烃, ——pona值；适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油；烷烃(par ａfｆin)烯烃(olefin)环烷烃(nａphｔhenｅ)；芳烃(ａrｏmatics) ； 72.3、1６.３、11,大庆石脑油则为53、 43、4 25左右, ：75０-900℃,原料分子量越小,所需裂解温度越高，乙烷 生成,所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加.③压力对裂 解反应的影响，从化学平衡角度分析（压力只对脱氢反应有影响） 对一次反应: , 结论:低压有利于乙烯的生产. １8题。 -10１℃（高压法),使乙炔以上烷烃和烯烃冷凝为液体,与甲烷和氢气 分开，ｃ4 馏分分开，从而得到聚合级高纯乙烯和聚合级高纯丙烯。 （lｕmmus)按ｃ1、 c３加氢→丙烯塔→脱丁烷。②前脱乙烷流程（lｉｎｄe法）;压缩→脱乙烷→加氢→脱甲烷→乙烯塔→脱丙烷→丙烯塔→脱丁烷③前脱