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合成氨工藝總結范文第1篇

關鍵詞：合成氨；氨氮；油氣；減排

中圖分類號：O613文獻標識碼： A 文章編號：

合成氨廠在20世紀90年代末投產,局限于當時的設計水平和環保意識,有些生產設備工藝已經不適應于現在的環保要求。在環保監測中發現污下水中氨氮和凈下水油污含量超標。為了解決以上問題,對產生污染的污染源及污染因子進行確定和分析,并提出有針對性的治理措施,取得了較好的效果。

1、污染源及污染因子的分析確定

(1)氨蒸發器導淋排放污染。

在合成氨生產工藝中,氨蒸發器主要將液氨轉變為氣氨,在此過程中,需要根據工藝指標變化情況按時排放導淋,在導淋排放物中,不但含有設備中積累的油水污染物,而且夾帶有大量液氨,這些液氨直接排入廠區污下水管網,是造成污下水中氨氮含量超標的重要原因。

(2)循環氣壓縮機油水排放污染。

循環氣壓縮機中壓縮氣體中含有氨氣,該機在油水分離排放過程中有少量氨溶于油水中排出,這部分油水也直接排入污下水管網,也是造成污下水中氨氮超標的原因之一。

(3)焦爐氣壓縮機和氮氫氣壓縮機排放污染。

合成氨系統在正常生產中,焦爐氣壓縮機和氮氫氣壓縮機每小時均需排放從工藝氣中分離出的油水,油水中的成分不但有工藝氣中的分離出的水分和其他雜質,還夾帶著氣缸和填料中的油,這些油水污染物均未經處理直接排入廠區凈下水管網,是造成凈下水油含量超標的主要原因。同時,生產過程中油的泄漏及檢修過程中油的不規范排放也會造成凈下水油類含量超標。

2、污染治理措施及效果分析

找出污下水氨氮含量超標及凈下水中油含量超標的原因之后,針對以上這幾種污染情況,分別采取了相應的治理措施,并且均取得了良好的效果,達到環保治污的要求。

2.1 氨蒸發器導淋排放方式的改造。

為了充分利用廠內現有資源,先將一個系統中閑置的小型氨分離器安裝在氨蒸發器旁,將氨蒸發器導淋排放的油水排入氨分離器,然后對排入氨分離器中的油水進行蒸汽加熱,使氨與油水進行分離,并回收分離出來的氨,分離出的油水排入污下水。由于合成氨廠地處北方高寒地帶,冬季氣溫很低,而這套氨分離器放在室外,這就要求向氨分離器中連續通入蒸汽,才能保證處理效果,而合成氨廠通入氨公分離器的蒸汽時斷時續,不能達到連續供應,經常造成凍害發生,不能滿足生產需要。而油水加熱只能在氨分離器中進行,因為如果在油水排放過程中進行加熱,則會有大量氨蒸發出來,導致氨分離器中壓力過高,當分離器內壓力高于氨蒸發器導淋排放管內的壓力時,油水將無法排出,對生產有影響。因此,此種方法雖能做到油水達標排放,但因為蒸汽不能保證連續供應的問題而不適應冬季生產要求。為解決此問題,又采取了另外一種方案,新鋪設一條管線將氨蒸發器導淋與氨儲槽相連,油水先排入氨儲槽,再壓入液位低的儲氨球罐,這時由于容積增大,壓力降低,氨氣溶解度降低,氨氣便從油水中分離出來,分離出來氨氣通過放空管排入氨回收,油水則沉積在球罐底部,定期通過導淋管排出。此辦法也能滿足油水達標排放的要求。

現在新型合成氨廠根據設備管道適用條件分情況按以上兩種方案對氨蒸發器導淋油水進行排放,基本杜絕了液氨排入污下水管網,達到環保要求。

2.2 循環氣壓縮機油水排放治理措施。

針對循環氣壓縮機油水帶氨的問題,自行設計加工了一個油水排放槽,同樣采取蒸汽加熱的方法,使溶于油水中的氨變成氣態從油水中釋放出來,達到油水與氨分離的目的。油水排放槽的結構為長方形體常壓容器,底部安裝蒸汽盤管,油水進入槽內加熱后,氨分離出來通過放空管進入氨回收,油水進入排污房。為增加油水在槽中的停留時間,使氨能充分釋放,設計時在油水排放槽中設置了兩個溢流板,取得不錯處理效果。經過加裝油水排放槽,排入排污房的油水中的氨含量超標問題得到解決, 循環氣壓縮機排放油水的pH值由原來的9降低到了7,達到污水排入要求。

2.3 焦爐氣壓縮機和氮氫氣壓縮機排污治理措施。

為了解決凈下水管網中油污染問題,開始時對氮氫氣壓縮機原有的油水儲罐恢復使用,當油水儲罐內的油水達到一定的液位時,對該儲罐的油水進行外運處理,但是這種方法有明顯的弊端,因為油水中含油量不大,但是水量很大,將這種大水量的混合物外運處理的方法十分浪費人力物力,而且處理也十分不易。這種方法在排污油水量較小時還勉強可行,但是對于排水量大的焦爐氣壓縮機(3M16)而言,無疑是行不通的。在這種情況下,根據每日的油水排放量設計了一套油水分離排放系統,先將油水排入一個油水儲槽,再定時用泵輸送到油水分離罐,該設備為一常壓容器,油水分離罐設兩個,一用一備,可以相互切換。油水分離罐內部安裝有蒸汽盤管,通過蒸汽加熱使油水分離,由于油含量少,因此不需經常排油,直到上層浮油積累到一定程度時,再將油通過排油管道排出運走處理。分離出來的水則從分離罐下部通過排水管道排出。同時為了防止底部排水夾帶油,在排水口處設一隔油池,用以處理排水中的油污。焦爐氣壓縮機及氮氫氣壓縮機采用這種治理措施后,排水均直接排入廠區凈下水管網,做到了在排水口沒有可見油污,減少了油污對嫩江的污染,達到了環保排放要求,節約了大量人力物力。

3、結語

隨著現在環保意識的日益增強和國家環保監管力度和治理力度的不斷加大,排污達標是一個工廠的基本要求,但對一些環保要求不能達標的老廠,則排污是否達標已經是其能否生存的一個重要前提。合成氨廠由于是已生產了10余年的老廠,環保欠帳較多,短期內更新成套的環保設備不具備條件,利用單位現有設備條件對合成氨生產系統中排放污水的幾大主要設備進行的排污治理改造,治理費用省,取得了良好的治理效果,使合成氨系統污水排放達到了環保要求,解決了工廠生存與環保的矛盾,同時也取得了較好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]王聰；王煤；羅橙；合成氨一段轉化爐增濕煙氣工藝模擬[J]；化肥工業；2011年01期。

[2]何柳杰；黃偉鋒；賈祥利；覃桂亮；合成塔優化操作淺析[J]；中氮肥；2011年04期。

[3]溫福亞；曾軍；合成氨系統廢氣的綜合利用[J]；小氮肥；2011年05期。

[4]陳紅霞；史述進；低壓醇烴化系統開車運行總結[J]；中氮肥；2011年05期。

合成氨工藝總結范文第2篇

我國中型氮肥廠大都建于五六十年代。以煤為原料的中型氮肥廠的合成氨裝置主要采用我國自行開發的工藝技術，如常壓固定層煤氣化、拷膠脫硫、熱鉀堿法脫碳、往復式壓縮、高壓合成等；尿素生產主要采用水溶液全循環工藝。以油為原料的合成氨工藝也是國內開發的。只有以氣為原料的部分廠采用引進技術。總的說來，我國的合成氨、尿素生產技術均較為落后，尤其是以煤、焦為原料的一些工廠，五六十年代建成，有些廠先天不足，設備陳；日，能耗高，運行了多年，更新改造力度不夠。而且現有的中氮企業絕大多數單系列裝置規模偏小（一般合成氨為6～8萬t/a，尿素為13萬t/a，公用工程潛力大，人員多，競爭能力差，抗風險能力弱；還有的工廠三廢排放高于國家標準，急待改造。“八五”、“九五”期間，雖然國家投入一部分資金對中氮肥實行技術改造（如利用亞行、世行貸款在12個工廠新上12套8一131程，還有20多個工廠的技術改造主要是增加2～3萬t/a合成氨、3～5萬t/a尿素），但改造力度還不夠大。在國際、國內競爭激烈的新形勢下，利用近幾年新開發的新技術，在現有的基礎上加大對中氮肥技術改造的力度，進一步擴大裝置規模，降低消耗和成本，縮小和國外以及國內大型氮肥廠的差距，提高競爭能力，勢在必行。究竟如何改造？綜合大家意見，我想就此提出一些思路。

一、要突出技術進步

中氮肥企業絕大部分采用國產工藝技術和設備，對它的技術改造也要緊緊依靠國內研究、設計和大專院校等科研部門所開發的新工藝、新技術。

1．合成氨工藝技術的改造

(1）造氣造氣爐采用新型爐底、爐箅，造氣采用用微機控制、優化操作；采用過熱蒸汽制氣，提高造氣廢鍋蒸汽壓力，并改造造氣風機，增加吹風強度，提高單爐產氣量。

(2)脫硫采用噴射再生技術及新型填料等技術，提高生產能力及脫硫效果。

(3)變換利用現有設備進行全低變技術改造，并采用新型觸媒。

(4)脫碳用苯菲爾脫碳技術的企業，可采用雙塔變壓再生、空間位阻胺、蒸汽噴射閃蒸等技術進行改造；用物理吸收技術的企業，可采用NHD等低能耗脫碳技術進行改造；脫碳富液采用水力透平回收能量。

(5)精制銅洗通過新型填料、新型塔板等進行技術改造，甲烷化采用新型催比劑。

(6)合成采用新型內件進行改造，如采用湖南安淳公司的ⅢJ一99型或南化NC一1200軸徑向合成內件，中置廢鍋回收熱量。

(7)壓縮壓縮機采用膛罐，增加副缸，改造氣閥、填料等技術，增加打氣量，防止泄漏，提高運行周期。

(8)氫回收可根據需要采用膜分離或變壓吸附等技術進行改造。

2、尿素工藝技術的改造

要采用預分離、預精餾流程；設置一吸塔外冷器，增加吸收能力；改造一段蒸發、二段蒸發加熱器；氨泵、甲胺泵等根據情況改為變頻調速，更新改造；新增深度水解系統，回收尿素工藝冷凝液；造粒塔采用新型噴頭。

在自動化控制方面，要采用DES系統優化控制。在公用工程方面，要采用新型橫流冷卻塔，新型填料等新技術改造冷卻水系統；鍋爐采用循環流化床技術，摻燒造氣爐渣，熱電聯產，能量多級利用。

二、必須以經濟效益為中心

通過近幾年化肥市場疲軟的事實，我們充分認識到了經濟效益是企業的立身之本。無論哪一項技術，哪一項工藝，哪一個設備，都要詳細探討和論證投入和產出，仔細地計算經濟效益。提高經濟效益是我們一切工作（包括技術改造和企業管理等）的出發點和歸宿，離開了這一點，一切都是沒有意義的。

中氮改造不能單純靠增加設備來增加能力。要提高技術水平，改造裝置中的“瓶頸”部分，挖掘潛力，以少投入多產出為目標，達到最佳的經濟效益

三、挖潛改造與擴大規模相結合，實現系列化，規模化

目前，全國中氮肥廠的合成氨裝置大都已達到8萬t/a的規模，這在“八五”當時是經濟規模，安陽化肥廠大膽探索，利用原來的設備，采用新技術，將原來的系統規模擴大到12萬t/a。這是一條值得其它廠推廣和借鑒的經驗。1996年，化工部在安陽化肥廠召開過全國中氮肥行業發展研討會，該廠就已提出過這種想法，但沒有完全得到大家的認同。通過近兩年的實踐證明，他們這一想法已付諸實施，取得良好的經濟效益，噸氨能耗可以降低6．3～7．5GJ，尿素生產成本約降低20％。我國中氮肥裝置的工藝和設備雖然各廠有所不同，但大同小異，可以參照安陽化肥廠的模式進行改造。若全國以煤焦為原料的中化肥裝置先改造20套，即合成氨由8萬t/a增加到12萬t/a，尿素由12萬t/a增加到20萬t/a，那么，總共可增加合成氨能力80萬t/a，尿素能力140萬t/a，差不多相當于增加了3個30萬t/a合成氨廠，而投資則要比新建節省很多。這是我國中氮肥技術改造的一條好路子。近年來，在市場經濟的競爭中，一批小化肥企業脫穎而出，其規模已達到中氮肥的規模。如何進一步改造這批小化肥，方案需要認真研究，要盡量靠近經濟規模。

關于原料路線的改造，各廠條件不同，情況各異，要根據各自的不同特點進行充分論證，因地制宜，不能強求一致。

四、重視產品結構調整，發展多種經營

我國中氮肥絕大部分都是運行了幾十年的老廠，很多廠有幾種甚至幾十種產品，產品單一的生產廠很少，這就為產品結構調整，發展多種經營打下了很好的基礎。如資江氮肥廠這方面做得就很好。該廠既生產為農化服務的混配肥，還開發了多種精細化工產品。

還有的廠氮肥產品相對單一，經不起市場風浪，即使搞了些產品，也形不成氣候，在今后的技改中，必須重視發展多種經營，不能搞單打一。要化肥、化工并舉，走以肥為主、多種經營的路子。但在確定產品方案時，需要認真研究。要注重兩個問題：一是市場；二是技術來源。否則就會形成包袱。

五、握高創新和開發能力

很多中氮肥廠在這方面已經取得了明顯的經濟效益。有的廠利用一些高等院校、科研單位及兄弟廠的新工藝、新技術進行本廠的技術改造。今后，中氮肥廠的改造也應加強與這些部門的聯系。也可以引進國外的一些技術，“取人之長，補己之短”。同時，也要提高自己的發展創新能力，搞些小改小革，增加這方面的投入。目前，我們的中氮肥采用新技術的力度不夠，不夠大膽，需要轉變思想觀念。21世紀是知識經濟時代，誰有新技術，誰就會主動，誰就會在市場競爭中占居有利地位，占領市場經濟的制高點。

六、加強空觀調控，維持公平競爭秩序

我這里是指整個氮肥行業。

1994年、1995年國內化肥市場走俏，各地各廠新上了一大批裝置，國家也審批了一批項目，氮肥能力增加很快，加之國家又大量進口化肥，造成了目前國內化肥滯銷的局面。應當總結經驗，吸取教訓，加強化肥市場的宏觀調控，控制化肥進口。要控制那些

僅是靠外延提高效益的項目。

近一個時期，國家機關機構改革，行業管理有所削弱，行業遇到一些新情況，如流動資金不足、企業三角債相互拖欠、市場競爭無序等，政府主管部問是不十分清楚的。建議國家加強行業管理，維護公平競爭秩序。希望有關行業管理部問派出相關調查組到企業去深入調查研究，幫助企業解決困難。

另外，行業統計不準確，有些數字水分大，宏觀決策缺乏可靠的依據。化肥企業非常希望國家盡快通過《化肥法》，維護企業的利益，等等。這些都是需要加強的行業管理范疇。

七、要對中氮肥改造給予適當的優惠政策

化肥是關系國計民生的民用物資，解決化肥問題只能立足國內。我國是一個農業大國，國際化肥市場直接受我國化肥需求的影響，過份依賴進口化肥，必然會引起國際市場化肥價格的上漲。這在歷史上是有教訓的。因此，國內不能因為效益差而放棄生產化肥。國家應給予適當的優惠政策鼓勵化肥生產。具體有以下幾個方面的建議：

（1）增加貸款力度，對“八五”、“九五”的項目，國家和地方的貸款要及時到位，盡快把項目建成，不能一拖再拖。貸款利率應適當優惠。

（2）對于引進的關鍵設備，應免證關稅和增值稅。

（3）對現有中氮肥企業在原料、供電、運輸、稅收等方面都應給予和小化肥同樣的優惠政策，實行公平競爭。

合成氨工藝總結范文第3篇

關鍵詞：天然氣。化工技術

中圖分類號：TU995文獻標識碼：A

天然氣是集清潔、優質、高效于一身的能源和化工原料，是石油化學工業的寶貴原料。自20世紀初開始，在工業國家中就開始了對天然氣運用的研究，到了30、40年代天然氣化工的利用就已達到一定的水平。到了現在，天然氣已在與國家發展和人民生活息息相關的發電、民用燃料、工業以及化工原料等方面發揮著非常重要的作用，為社會進步、經濟發展以及人民生活質量的提高都起著積極的作用。

而我國由于資源方面的限制，天然氣化工的發展起步較晚，從1960年開始，才逐漸在我國開始使用。而現在天然氣在我國雖然已成為主要的消費領域，但2.1%的比例也遠遠低于世界23.8%的平均水平。面對我國天然氣產量小的情況，就更應大力探究發展我國天然氣化工技術，提高天然氣產量。

1從世界天然氣化工角度看天然氣的發展

開發研制、全面發展、調整和再發展4個階段是世界天然氣發展的過程。

美國、德國從20世紀20年代開始探究天然氣化工技術。實現了天然氣制氨及甲醇的工業化。之后相繼出現了通過利用天然氣來制炭黑、甲烷氯化物、乙炔及二硫化碳。一直到20世紀的40年代，天然氣化工已現雛形。美國在二戰后，以豐富的天然氣資源和經濟優勢，以原油工業技術為基礎，領先發展天然氣化工。制造出了一系列天然氣產品，為20世紀50～60年代天然氣化工發展的全盛時期提供了保證。

自20世紀60年代起，在石油化工新工藝與技術的沖擊下，天然氣化工生產失去了一定的競爭力，但在二氯甲烷的生產上還是具有很大優勢的。

當前國際主要以將天然氣轉化為液體燃料、芳炔、含氧有機化學品和烯炔為重點研究領域。

2我國天然氣化工發展現狀

自1960年，我國天然氣化工的發展已有50年的歷史。主要發展的是天然氣制合成氨和甲醇技術。1999年我國利用天然氣制合成氨就已初具規模，達726萬。而對傳統有機化工產品――炭黑、乙炔、氯甲烷等的生產，雖然都能進行生產，但生產規模還相對較小，還需進行進一步的探究和發展。在50多年天然氣發展過程中，也建成了如云天化、川維廠、重慶揚子乙酰公司、榆天化等一批綜合型的企業。天然氣化工也已在十幾個省、市、自治區得到發展。

現在天然氣作為化工原料的消費量遠遠高于世界平均水平，絕對的消費量也在逐年增長。在海洋資源不斷得到開發的今天，開發海洋資源，加快天然氣化工發展無疑是大勢所趨，也使得我國由于天然氣供應不足而造成的天然氣發展障礙得到緩解。

3天然氣化工技術

3.1天然氣合成氨和甲醇

合成氨和甲醇作為天然氣化工的兩種重要產品。以單系列大型化裝置合成氨，能夠達到1000～1500t/d。近年來更是大力從節能降耗方面對合成氨技術進行新技術和新工藝的發展。甲醇生產規模已從原先的小規模生產逐步向大型化轉變，提升了天然氣制甲醇的制造效率。通過甲醇還能夠進行更多產品的開發，以運用相關反應可生產如各種甲酯、甲醛、縮醛等一系列的精細化工產品。

3.2天然氣生產乙炔

使用天然氣來生產乙炔具有經濟無污染的優點，是發達國家主要的生產方法。以部分氧化法和電弧法為主要的生產工藝。電弧法首先在德國ChemischWekeHuls公司率先工業化。而國內的多數工廠則是運用電石生產來對乙炔進行生產。我國豐富的天然氣和煤層氣乙炔的制造提供了原料的可靠保證。

3.3天然氣制合成氣和氫氣

天然氣的另一重大用途就是合成氫氣，約80%的氫氣都是通過天然氣來生產的。一體積的天然氣能夠轉化為3體積的氫和一體積的一氧化碳。所產生的一氧化碳還能夠通過相關技術來制造OXO等產品。

3.4天然氣的綜合利用

天然氣中除了含量較高的甲烷外，還含有硫化氫、二氧化碳等物質，所以在天然氣的利用中也應該將這些物質進行應用，從而提高利用的效率。

4我國天然氣工業發展的展望

合成氨工藝總結范文第4篇

云南三環120萬t/a磷銨項目二期磷酸裝置投料試車成功

液體有機物導熱系數的估算

越南金甌化肥項目產出合格大顆粒尿素

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80萬t/a戴維甲醇工藝裝置鍋爐加藥系統設計方案的優化與選擇

離心式壓縮機布置設計要點

中煤陜西甲醇及綜合利用項目舉行總承包簽字儀式

中電投與道達爾合資80萬t/a煤制聚烯烴項目啟動可行性研究

殼牌粉煤氣化裝置長周期連續運行影響因素分析

徑流式尿素合成塔與軸流式尿素合成塔的性能分析和比較

淺析化工裝置中離心泵汽蝕的有效解決方法

TS3000系統在焦爐氣制甲醇空分裝置空壓機組的應用

中水回用技術在大型煤化工裝置的應用

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循環流化床鍋爐結焦原因分析

關于工業尿素合成安全的討論(2)——平衡破壞型蒸氣爆炸的判定

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確定短ABS塑料圓管爆破壓力的經驗公式

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80萬t/a大顆粒尿素裝置的造粒試驗

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關于林德低溫甲醇洗工藝設備的硫化氫腐蝕特性及選材策略

氨壓縮制冷中不凝氣排放改造方案探討

提高空氣壓縮機打氣能力的技改對策

礦井涌水脫鹽處理及優化

殼牌煤氣化裝置中壓公用系統蒸汽管網的平衡分析與應用改造

合成氨裝置集散控制系統的升級改造及應用

氨汽提法尿素裝置低壓系統放空尾氣的回收利用

高效、環保的磷肥廠

合成氨工藝總結范文第5篇

高中化學課程改革的一個顯著特點是,非常重視教材內容與工農業生產和日常生活的緊密聯系。因此,反映化工生產技術的工藝流程題,便成為新課改后的高中化學練習題的新增點和主流題型之一,不少省區,還將化學工藝流程題,作為一年一度的化學高考試題。為此,本文建議化學教學要充分利用生產、生活中的鮮活實例,激發學生學習化學的興趣,“活化”學生的知識。本文將重點談化學工藝流程題的結構、特點與解法技巧。

1 工藝流程題的結構、特點和作用

化學工藝流程題,顧名思議,就是將化工生產過程中的主要生產階段用框圖流程形式表示出來,并根據生產流程中有關的化學知識步步設問,形成與化工生產緊密聯系的化工工藝試題。工藝流程題的結構分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般簡單介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的(包括附產品);題干部分主要用框圖形式表示從原料到產品的主要生產工藝流程;題尾則是根據生產過程中涉及到的化學知識設計成系列問題,構成一道完整的化學試題。

其特點與作用有三:一是試題源于生產實際,以解決化學實際問題作思路進行設問,使問題情境真實,以培養學生理論聯系實際,學以致用的學習觀;二是試題內容豐富,涉及多方面的化學基礎,能考查學生化學雙基知識的掌握情況和應用雙基解決化工生產中有關問題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長,閱讀量大,能考查學生的閱讀能力和資料的收集處理能力。

2 化學工藝流程題的分類

就目前已有試題來看,從化工工藝來分可分為基礎化工和精細化工題;以生產過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題)、原材料轉化流程題、電解流程題、有機合成題和資源能源綜合利用生產流程題等;按資源的不同,可將工藝流程分為利用空氣資源(如合成氨工藝流程)、利用水資源生產的(如海水制鹽、氯堿工業、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產資源生產的(工業制硫酸、交通法規鐵煉鋼等)、利用化石燃料生產的工藝流程題(如有機合成工藝題)等。本文偏重于以原料轉化為依據的分類方法,這樣,更方便于學生聯系已學化學知識并進行歸類、分析,有利于掌握解題技巧。

3 解題方法

化學工藝生產主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個方面:一是解決將原料轉化為產品的生產原理;二是除去所有雜質并分離提純產品;三是提高產量與產率;四是減少污染,實施“綠色化學”生產;五是原料的來源既要豐富,還要考慮成本問題;六是生產設備簡單,生產工藝簡便可行等工藝生產問題。化工流程題,一般也就圍繞這六個方面設問求解。為要準確、順利解題,學生除了必須掌握物質的性質和物質之間相互作用的基本知識以及除雜分離提純物質的基本技能外,最關鍵的問題要具備分析工藝生產流程的方法和能力。為此,特提出下列四種解題基本方法供參考。

3.1首尾分析法

對一些線型流程工藝(從原料到產品為一條龍的生產工序)試題,首先對比分析流程圖(見圖1)中第一種物質(原材料)與最后一種物質(產品),從對比分析中找出原料與產品之間的關系,弄清生產過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜、分離、提純產品的化工工藝,然后再結合題設的問題,逐一推敲解答。

例1(廣州2008 年高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]。該實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土,化學組成為:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量雜質和水分。已知氧化鋁有多種結構,化學性質也有差異,且一定條件下可相互轉化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:

根據流程圖回答下列問題:

(1)“燃燒”的目的是________________。

(2)配制質量分數15 %的鹽酸需要200 mL 30 %的濃鹽酸(密度約為1.15 g/cm3)和____g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、______。

(3)“溶解”過程中發生反應的離子方程式為_____________。

(4)加少量鋁粉的主要作用是_________。

(5)“調節溶液pH在4.2～4.5”的過程中,除添加必要時試劑,還需借助的實驗用品是_________;“蒸發濃縮”需保持溫度在90～100 ℃,控制溫度的實驗方法是______。

解析:對比原料與產品可知,該生產的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質,二是將Al2O3難溶于酸,必須經過煅燒以改變其結構。該題經這樣分析,題設的所有問題的答案便在分析之中。

參考答案:(1)改變高嶺土的結構,使其能溶于酸。(2)230;量筒。

(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

(4)除去溶液中的鐵離子;

(5)pH計(或精密pH試紙);水浴加熱

[點評]首尾分析法是一種解讀工藝流程題的常見方法,該法特點:簡單、直觀,容易抓住解題的關鍵,用起來方便有效。使用這一方法解題,關鍵在于認真對比分析原材料與產品的組成,從中產生將原料轉化為產品和除去原材料中所含雜質的基本原理和所用工藝的生產措施。當把生產的主線弄清楚了,圍繞這條主線所設計的系列問題,也就可解答了。

3.2截段分析法

對于用同樣的原材料生產多種(兩種或兩種以上)產品(包括副產品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點。

例2(廣東2007 年高考第21題)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉,工藝流程如下:

氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖1所示。回答下列問題:

(1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl____g。

(2)實驗室進行蒸發濃縮用到的主要儀器有_____、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。

(3)“冷卻結晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為_____。

(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產品是否純凈的方法及操作是_______。

(5)若NH4Cl產品中含有硫酸鈉雜質,進一步提純產品的方法是_____________。

解析:該生產流程的特點:用同樣原材料既生產主要產品氯化銨,同時又要生產副產品硫酸鈉。因此,為了弄清整個生產流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉化為硫酸鈉的,然后再分析如何從生產硫酸鈉的母液中生產氯化銨。如此,將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度。

結合溶解度曲線和流程示意圖分析,生產硫酸鈉用的是熱結晶法,而生產氯化銨必須用冷結晶法,因為溫度降到35 ℃以下,結晶得到的產品為Na2SO4?10H2O。

參考答案:(1)11.7 g;(2)蒸發皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之間);(4)加熱法。取少量氯化銨產品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產品純凈。(5)重結晶。

[簡評]用截斷分析法解工藝流程題是一種主流解題方法。因為當前化工生產,為了降低成本,減少污染,增加效益,都設計成綜合利用原材料,生產多種產品的工藝生產線。用截斷分析法解工藝流程題關鍵在于看清主副產品是如何分開的,以此確定如何截段,截幾段更合理。一般截段以生產的產品為準點。但也不一定,必須對情況作具體分析。學生必須好好總結一下物質的分離、提純的各種方法及其所依托的化學原理。

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3.3交叉分析法

有些化工生產選用多組原材料,率先合成一種或幾種中間產品,再用這一中間產品與部分其他原材料生產所需的主流產品。為了便于分析以這種生產方式設計的工藝流程題,掌握生產流程的原理,最簡單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖結合常見化合物的制取原理畫分成幾條生產流水線,然后上下交叉分析。

例3.某一化工廠的生產流程如下(圖2)

(1)L、M的名稱分別是______、________。

(2)GH過程中為什么通入過量空氣:____。

(3)用電子式表示J:___________________。

(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學方程式:__________,要實現該反應,你認為應該如何操作:______________。

解析:根據流程示意圖,若用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產L和J、M產品,首先,必須生產中間產物E。這樣,主要生產流水線至少有兩條(液態空氣―E―L;焦炭―E―F―JM)。為了弄清該化工生產的工藝,須將這兩條生產流水線,進行交叉綜合分析,最終解答題設的有關問題。

參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉;(2)提高NO的轉化率

(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl

向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。

[簡評]從本題構成交叉分析的題形,從提供的工藝流程看至少有三個因素(多組原材料;有中間產品;多種產品)和兩條或多條生產流水線的生產工藝。利用交叉分析法解工藝流程題的關鍵,在于找準中間產品(因為有時會出現多種中間產品)和生產流程中的幾條分線,在分析過程中,需抓住中間物質的關聯作用,結合已學化學物質的制取方法逐一破解。

3.4“瞻前顧后”分析法

有些化工生產,為了充分利用原料,變廢為寶,設計的生產流水線除了主要考慮將原料轉化為產品外,還要考慮將生產過程的副產品轉化為原料的循環生產工藝。解答這類題型,可用“瞻前顧后”分析法。瞻前顧后,指分析流程時,不僅要考慮原料轉化的產品(瞻前),同時也要考慮原料的充分利用和再生產問題(顧后)。

例4.(上海2001 年高考第21題)利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下:

依據上述流程,完成下列填空:

(1)天然氣脫流時的化學方程式是________。

(2)n mol CH4經一次轉化后產生CO 0.9 n mol,產生H2_______mol(用含n的代數式表示)。

(3)K2CO3(aq)和CO2反應在加壓下進行,加壓的理論依據是_______

A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理

C. 酸堿中和原理

(4)分析流程示意圖回答,該合成氨工藝主要原料是_____輔助原料有______。

(5)請寫出由CH4為基本原料經四次轉化得到N2、H2的方程式_____________。

(6)整個流程有三處循環,一是Fe(OH)3 循環, 二是K2CO3(aq)循環,請在上述流程圖上標出第三處循環(循環方向和循環物質)。

解析:本題對原高考題稍作了改編。該生產工藝屬于循環生產工藝,因此分析工藝流程示意圖時,分析的主線是弄清基本原料CH4轉化為合成氨的原料氣N2和H2的生產工藝原理。但還要回頭分析循環生產的理由和工藝。通過這樣的考慮,試題的問題也就可以解答了。

參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空氣; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3

(6)

[點評]用“瞻前顧后”分析循環工藝生產流程題,關鍵是找到循環生產點,即在什么情況下,什么生產階段實施循環生產。判斷循環生產點的方法:一是看反應是否為可逆反應,如果是可逆反應,要考慮原料的循環利用。如本題合成氨反應是可逆反應,分離氨后的中尾氣中還含有大量原料氣N2和H2,千萬不能隨便放掉,必須送入合成塔,實施循環生產。二是看副產品的分子組成與某種原料的組成中有無相同的元素,如果有,而且該副產品又容易轉化為這種原料,就可以考慮循環生產工藝。