《典型化工工艺》专题十八合成氨 （5）（举一反三考点练） -课后自测（卷2）

山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练 专题十八 合成氨（5）-课后自测 知识点一 脱除二氧化碳工艺条件及工艺流程 1.碳酸丙烯酯法脱碳工艺中，为什么要在吸收塔后设置气提塔？生产操作中如何控制气提效果？ 2. 本菲尔特法脱碳工艺中，若吸收塔出口气体CO₂含量超标，可能是什么原因？如何调整？ 3. 有机胺催化热钾碱法脱碳工艺中，为什么贫液和半贫液要分段进入吸收塔？实际生产中如何优化两者的比例？ 4.在碳酸丙烯酯法脱碳工艺中，富液经水力透平后进入______闪蒸槽解吸H₂和N₂，再进入______闪蒸槽回收CO₂。 5.本菲尔特法脱碳工艺中，开车时溶液中总钒（以KVO₃计）质量分数需控制在______以上，正常生产时可降至______左右。 知识点二 铜氨吸收法的基本原理与工艺流程 1. 铜氨液吸收塔操作过程中，如果发现出口气体中CO含量突然升高，可能是什么原因？应如何处理？ 2. 铜氨液再生系统中，为什么要严格控制再生温度在75~80℃？温度过高或过低会有什么影响？ 3. 在实际生产中，如何判断铜氨液的"铜比"（Cu⁺/Cu²⁺）是否合适？若铜比过低应如何调整？ 4.铜氨液吸收CO₂时，会依次生成__________和__________，该反应会消耗溶液中的__________，导致吸收能力下降。 5.铜洗塔操作压力通常维持在12~13MPa，目的是通过__________提高CO的__________，而再生时减压至0.15MPa则是为了__________溶解的气体。 知识点三 铜氨吸收法工艺条件的选择 1.在铜氨液吸收CO的工业生产中，为什么吸收塔需要定期排放部分废液？如何确定废液的排放量？ 2.铜氨液再生过程中，若加热温度超过80℃，可能造成什么后果？应如何调整操作？ 3.某工厂发现铜氨液吸收CO的效率突然下降，可能有哪些原因？如何排查？ 4.铜氨液再生时，需补充______和______，以补偿因加热造成的挥发损失。 5.铜氨液吸收CO的活性组分是______，而防止铜析出的组分是______。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省《典型化工工艺》 举一反三考点练 专题十八 合成氨（5）-课后自测 知识点一 脱除二氧化碳工艺条件及工艺流程 1.碳酸丙烯酯法脱碳工艺中，为什么要在吸收塔后设置气提塔？生产操作中如何控制气提效果？ 【答案】气提塔的作用是进一步降低富液中残留的CO₂，提高净化气的纯度。生产上通过调节气提气（空气或惰性气体）的流量和压力来控制解吸效果，同时监控出口气体CO₂浓度，确保达标排放或回收。 2. 本菲尔特法脱碳工艺中，若吸收塔出口气体CO₂含量超标，可能是什么原因？如何调整？ 【答案】可能原因：① 溶液活性不足（如DEA含量低或碳酸钾浓度下降）；② 再生不彻底（再生温度或压力不足）；③ 填料堵塞或液体分布不均。 调整措施：补充DEA或调整碳酸钾浓度；提高再生温度或延长再生时间；检查填料层并清洗分布器。 3. 有机胺催化热钾碱法脱碳工艺中，为什么贫液和半贫液要分段进入吸收塔？实际生产中如何优化两者的比例？ 【答案】分段进液可平衡吸收效率与能耗：贫液（低CO₂负荷）从塔顶进入，保证净化气纯度；半贫液（部分再生）从中部进入，提高CO₂吸收速率。 生产优化：通过监测塔内CO₂分布和能耗数据，动态调整贫液与半贫液的比例（通常贫液占25%~30%），在净化度与能耗间取得平衡。 4.在碳酸丙烯酯法脱碳工艺中，富液经水力透平后进入______闪蒸槽解吸H₂和N₂，再进入______闪蒸槽回收CO₂。 【答案】中压；低压 【解析】中压闪蒸槽优先解吸易挥发的H₂、N₂；低压闪蒸槽进一步解吸CO₂，确保产品纯度。 5.本菲尔特法脱碳工艺中，开车时溶液中总钒（以KVO₃计）质量分数需控制在______以上，正常生产时可降至______左右。 【答案】0.7%~0.8%；0.5% 【解析】开车时需较高钒含量（0.7%~0.8%）以形成钝化膜防腐蚀；正常生产后，维持0.5%即可满足缓蚀需求。 知识点二 铜氨吸收法的基本原理与工艺流程 1. 铜氨液吸收塔操作过程中，如果发现出口气体中CO含量突然升高，可能是什么原因？应如何处理？ 【答案】可能原因：铜氨液中低价铜（Cu⁺）浓度不足（铜比失调）；再生不彻底，残余CO过多；吸收温度过高或压力波动；铜氨液循环量不足或分布不均； 处理措施：检查还原器运行情况，补充还原剂（如金属铜）调整铜比；优化再生器温度（75~80℃）和停留时间；调节冷却系统，维持吸收温度在5~15℃；检查铜液泵流量及塔内喷淋装置； 2. 铜氨液再生系统中，为什么要严格控制再生温度在75~80℃？温度过高或过低会有什么影响？ 【答案】控制目的：确保CO/CO₂充分解吸，同时避免氨过度挥发；使"湿法燃烧"反应（残余CO氧化）彻底进行； 温度过高的影响：氨大量挥发，导致铜氨液吸收能力下降；加速设备腐蚀； 温度过低的影响：CO解吸不彻底，再生效果差；残余CO增加，影响后续吸收效率； 3. 在实际生产中，如何判断铜氨液的"铜比"（Cu⁺/Cu²⁺）是否合适？若铜比过低应如何调整？ 【答案】判断方法：取样分析：化学滴定法测定Cu⁺和Cu²⁺浓度；观察现象：若吸收效率持续下降，可能铜比失衡； 调整措施：增加还原器内金属铜填料或延长停留时间；调节还原器温度至40~60℃（促进Cu²⁺→Cu⁺）； 必要时补充新鲜铜氨液； 4.铜氨液吸收CO₂时，会依次生成__________和__________，该反应会消耗溶液中的__________，导致吸收能力下降。 【答案】 碳酸铵、碳酸氢铵、游离氨 【解析】CO₂先与游离氨反应生成碳酸铵（(NH₄)₂CO₃），进一步反应生成碳酸氢铵（NH₄HCO₃），此过程消耗游离氨，影响后续CO吸收。 5.铜洗塔操作压力通常维持在12~13MPa，目的是通过__________提高CO的__________，而再生时减压至0.15MPa则是为了__________溶解的气体。 【答案】 高压、溶解度、解吸 【解析】高压下气体溶解度更高（亨利定律），利于吸收；再生时降压可降低溶解度，促使CO/CO₂从溶液中逸出。 知识点三 铜氨吸收法工艺条件的选择 1.在铜氨液吸收CO的工业生产中，为什么吸收塔需要定期排放部分废液？如何确定废液的排放量？ 【答案】排放原因：长期运行后，废液中会积累碳酸盐、金属杂质等副产物，影响铜氨液的吸收效率。过高的CO₂浓度会竞争吸收位点，降低CO的吸收能力。 排放量确定依据：监测溶液中CO₂浓度（控制在＜1.5 mol/L）。分析铜氨液的吸收效率，若明显下降则需排放。一般按系统循环量的5-10%定期排放。 2.铜氨液再生过程中，若加热温度超过80℃，可能造成什么后果？应如何调整操作？ 【答案】可能后果：氨和醋酸过度挥发，导致铜氨液组成失衡。铜氨络合物分解，产生铜沉淀，堵塞设备。再生反应过快，可能引发设备压力波动。 调整措施：严格控制再生温度在74-78℃范围内。增加氨和醋酸的补充量，维持溶液稳定性。检查加热系统，防止局部过热。 3.某工厂发现铜氨液吸收CO的效率突然下降，可能有哪些原因？如何排查？ 【答案】可能原因：铜比过低（低价铜不足）。总氨或醋酸浓度不足。吸收温度过高或压力不足。废液中杂质（如硫化物）污染。 排查步骤：检测铜比、总铜、总氨、醋酸浓度是否在工艺范围内。检查吸收塔温度和压力是否正常。分析废液成分，确认是否有有害杂质积累。 4.铜氨液再生时，需补充______和______，以补偿因加热造成的挥发损失。 【答案】 氨；醋酸 【解析】再生过程中加热会使氨（NH₃）和醋酸（HAc）挥发，导致溶液组成失衡。补充两者可维持铜氨液的稳定性和吸收能力。 5.铜氨液吸收CO的活性组分是______，而防止铜析出的组分是______。 【答案】 [Cu(NH₃)₂]⁺；[Cu(NH₃)₄]²⁺ 【解析】低价铜[Cu(NH₃)₂]⁺是吸收CO的关键，高价铜[Cu(NH₃)₄]²⁺通过平衡Cu⁺/Cu²⁺电对防止金属铜沉淀。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$