《化学工程与工艺专业英语》大三下翻译doc.docx
- 文档编号:841215
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:34.80KB
《化学工程与工艺专业英语》大三下翻译doc.docx
《《化学工程与工艺专业英语》大三下翻译doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《化学工程与工艺专业英语》大三下翻译doc.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《化学工程与工艺专业英语》大三下翻译doc
Unit6Chlor-AlkaliandRelatedProcesses
氯碱及其相关过程
纵观历史,大众化学品工业在氯碱及其相关过程之上。
该部分通常包括氯气、苛性苏打(氢氧化钠)
无水碳酸钠(以各种形式存在的碳酸钠的衍生物),以及以石灰为基础的产品。
自从无水碳酸钠和氢氧化钠的各种制备工艺发现以来,两者在作为碱为主要原料方面相互竞争。
电解过程的特殊经济性意味着不管对氯气和氢氧化钠这两种不同类型的产品的相对需求量如何,你只有以固定的比例同时制备氯气和氢氧化钠。
这引起了氢氧化钠的价格的摇摆不定,从而使得纯碱作为一种碱或多或
少有利。
氯气苛性苏打和纯碱的生产都取决于廉价易得的原料供应,前者的生产需要廉价的海水和电力的供应,而纯碱的生产需要海水、石灰和大量的能耗。
纯碱厂只有在其原料不必要长距离的运输时才能赢利。
这些原料供应利用是影响化工企业位置分布的一个重要因素。
1.石灰为基础的产品
一种关键(重要)原料是石灰石。
石灰石主要是由CaCO3组成,高质量的石灰石可直接用于下一步反应。
石灰石通常在大型露天石矿中开采,许多采石矿也进行原料的一些处理。
从石灰石得到两种重要的产物:
生石灰(CaO)和熟石灰水,生石灰是由石灰石根据该反应是热分解
(1200-1500℃)制备得到。
CaCO3——>CaO+CO2
一般的,石灰石经过粉碎加入倾斜旋转窑的较高端,在此发生热分解反应,生石灰在另一端回收。
然而,通常生石灰用于进一步反应而分离,而加入其它化合物,与生石灰在窑的较低口处生成最低产品。
例如,加入铝矿、铁矿和沙石可生成硅酸盐水泥。
纯碱的生产,通常要向生石灰加入焦炭,焦炭燃烧生成纯碱所需的CO2,熟石灰由生石灰和水的反应制造,较生石灰更加方便。
大约40%的石灰工业的产品用于钢铁制造业。
在钢铁制造业中,纯碱用来与铁矿石中难溶解的硅酸盐反应,生成流态矿渣,矿渣漂浮于表面上,很容易从液态金属中分离,叫少量但重要的石灰工业的产品用于化学品的制造,污染控制和水处理。
从石灰石得到的最重要的化学茶品是纯碱。
2.纯碱
索尔维工艺,该工艺发现于1965年由ES优化:
工艺是以当含氮的盐溶液经来自于石灰窑中焦炭燃烧产物CO2碳酸盐反应时,NaHCO3沉淀析出为基础。
NaHCO3经过滤、干燥、煅烧生成CaCO3。
过滤后NH4Cl溶液和熟石灰反应后(溶液体呈碱性)。
蒸馏出NH3在该过程中循环利用,生成物CaCl2是废弃物或副产物。
对于某一简单的基本产物来说,索尔维法看起来十分复杂。
该反应的基本原理是,以NaCl2和CaCO3为原料生成产物CaCl2和Na2CO3.然而发生于原料和产物之间的反应并不明显,需要利用NH3和Ca(OH)2作为中间化合物。
该过程的基本原理为:
利用准确的控制组分(尤其是NH3和NaCl)的浓度,NaHCO3能够从含NaCl、CO2和NH3的溶液里沉淀析出。
该过程的关键是控制溶液的酸碱强度和结晶的速度,该工艺的基本路线如
下,NH3气于氨气吸收器中吸收于事先经纯化的海水中,纯化的海水以减小Ca+、Mg+离子的量。
(Ca+、Mg+在生产过程中易产生沉淀而阻塞管道)。
含NaCl和NH4HCO3的溶液经吸收了CO2的吸收塔(CO2气体量塔
底向上流)开始时形成(NH4)2CO3然后再生成NH4HCO3。
在工厂的下面步骤中,Nacl和NH4HCO3经复分解反应生成NaHCO3(以沉淀形式形成)和NH4Cl。
过滤将固体NaHCO3从溶液中分离。
将NaHCO3送至旋转干燥器,在该干燥器中,NaHCO3失去水和CO2后生成疏松的晶体块(即轻质纯碱)它的主要成分为Na2CO3蓬松的晶体块很轻,是因为NaHCO3失去CO2
后,留下很多空隙,而保留原来的晶体形状。
通常要得到密度更大的物质很方便,加入水(水能引起咦密度较大的形式重结晶)进一步干燥即可实现。
值得争议的是,上述的化学知识是否为该过程的很好的描述,但这些只是肯定有助于理解过程。
想要对此过程有详细的理解,必须要熟悉该组分体系中关于溶度积的很多知识。
需要知道的重要知识是,该体
系是复杂体系,为了使该过程高效操作,需要对该过程每部分小心控制。
该过程的一个缺点是:
产生的CaCl2的量很大,其产生量比所需量大得多。
因此,大部分CaCl2只是简单的倒掉(CaCl2毒性不大),如果能要该过程中的有的进料加以利用,那么该过程是有优势,例如,从该氯化物可产生HCl。
纯碱的用途,有50%的纯碱销往玻璃制造业,因为穿件是玻璃制造过程中的主要原料。
因此纯碱工业的财富与玻璃需求量息息相关。
纯碱作为一种碱在许多化学过程中与NaOH存在直接竞争。
Na2SO3是由纯碱和SiO2在1200-1400℃反应衍生而来的另一类化学物质。
硅酸是具有大表面积细小颗粒的Na2SO3,可用于催化剂、色谱之中,洗涤剂和肥皂中作为部分磷酸盐的替代品。
3.生成Cl2/NaOH的电解过程
简介,在化学工业法杖是的各个时期,Cl2和NaOH两者的需求量均很大,但是不幸的是,对于电化学工厂的操作人员来说,两者的需求量必总是相同。
Cl2可作为漂白粉或作为漂白粉的生产原料,水供应的消毒剂,以及作为塑料和溶解剂知道的原料。
苛性钠用于生产纯碱、肥皂和纺织品,以及在多种化学过程中作为一种十分重要的原料。
所有的电解有着共同之处,盐的电解生成Cl2和NaOH。
大多数生产过程是电解(盐的)水溶液,但是有些重要的工厂,电解熔融盐生成Cl2和液态钠。
这些电解熔融盐的过程用用于重要液态Na的工业。
虽
然石油添加剂厂家多种多样,设会出现液态钠的其他用途,但是他的主要是用于生产四烷基铅石油添加剂。
实质上用于水溶液电解过程有三种不同的电解槽:
水银槽、隔板槽和膜电解槽。
膜电解槽只是用于此案在化工厂中新的生产过程,但是还存在着大量的旧生产过程,尽管说阴曹涉及到对环境的影响,但是许多生产厂家上位法此案膜片电解槽代替水印电解槽的经济性。
所有的电解反应都是以电子作为化学反应的试剂的观点为基础。
设水电解过程的基本反应可写成下式:
阳极2Cl——2e-→Cl2
阴极2H2O+2e—→H2+2OH—
总反应为2Na++2Cl—+2H2O→NaOH+Cl2+H2
该反应的自由能为正,因此,需要电驱使进行。
像其他许多化学品工艺一样,尽管该反应看起来似乎极其简单,但是有一些方面很复杂。
首先,该反应的产物必须分开,如果H2和Cl2允许混合在一起,它们会剧烈反应。
H2和Cl2反应生成HOCl和氯化物
(两者均会浪费产物、生成副产物)。
接着,HOCl和次氯酸盐反应生成氯酸盐(ClO3
-)、质子和更多的氯化物。
OH—在阳极区反应生成能污染Cl2的O2。
所有的这些反应可降低效率和(或)引起分解困难或污染
问题。
因此,在产物销售之前,有必要对这些反应清理。
理解各种用于电解过程的关键是各种类型的过程分离反应产物的方式。
尽管不同的制造商所用的电解槽在细节方面有着多种改变,但是用于盐水的电解过程的电解槽基本可分为以上三类。
4、Cl2和NaOH的用途
NaOH的用途之多,以致很难将它们方便地进行分类。
最大的用途之一是用于造纸,造纸业中木材的处理需要强碱。
有些国家造纸业中NaOH的消耗占其产量的20%,另外的20%用于无机化学品(如,次氯酸钠、漂白粉和消毒剂)的生产。
各种有机合成约消耗另外的15%,氧化铝和肥皂的生产需要少量的NaOH。
Cl2广泛用于其它各种产品的生产。
在全世界范围内大约有1/4的Cl2用于生产氯乙烯(生产PVC的单体)。
1/4至1/2的Cl2用于水的纯化。
尽管因为《关于消耗臭氧层物质的蒙特利议定书》多种溶剂正在被
逐步淘汰,但是仍有高达20%的氯气用于溶剂的生产(如甲基氯仿、三氯乙烯等)。
全世界范围内,大约10%的Cl2用于无机含氯的化合物的生产。
尽管Cl2用于漂白木材浆是来自环境压力的另一种途径,但是在一些国家Cl2的十分重要的用途是用于木材浆的漂白。
Unit7Ammonia,NitricAcidandUrea
氯、硝酸和尿素
虽然N2占我们呼吸的空气3/4以上,但是氯气不容易用于进一步化学应用。
对化学工业来说,N2的生成有用化学品的生物转化反应难以实现,因为所有的工业技术人员的努力(或尝试)还没有找到该过程
的简单其他方法。
在常压和室温条件下,豆类植物能从空气中吸入N2将之转化为NH3以及含NH4-的产物。
尽管(化学工艺师)花了一百年的精力,要实现上述转化,化学工业仍然需要高温和上百个大气压的
压力。
直到Harber过程的发明,所有的含N化学品都来自于有生物活性的矿物资源。
基本上,所生产的化学品中所有的N(元素)都来自于Harber法得来的NH3。
NH3的生产之大,(尽管因为氨分子较轻,生产的其它产品的量更大,但其生产的NH3的分子数要多于其他任何化合物),以及
该过程的能源是如此的密集,以致于据估计,在二十世纪八十年代NH3的生产就消耗全世界能源供应的
3%。
1、Harber法合成NH3
引言所有的生产NH3的方法基本都是以Harber法为基础,稍稍加以改变,该过程是由Harber、Nerst、
Bosh在德国于一战前开发出来的。
N2+3H2≒2NH3
原则上,H2和N2间的反应很容易进行,该反应是放热反应,低温时平衡向右移动。
所不幸的是,
自然界赋予的N2一个很强的叁键,这使得N2分子不易受热力学因素的影响。
用科学术语来说,该分子是动力学惰性的。
因此,要使该反应以一定的速度进行,需要相当苛刻的反应条件。
实际上,“固定”(意
思相互矛盾,“有用的反应活性”)氦的一种主要来源是闪电过程,闪电时生产大量的热量,把N2和O2
转化为N2O.
在化工厂中要得到可观的NH3的转化率,我们有必要使用催化剂。
Harber发现的催化剂(这使他获
得诺贝尔奖)。
是一些价廉的含铁的化合物。
即使有该催化剂,这反应也需要很高压力(早期高达600个大气压)和高温(大约4000C)
因为四个气体分子转化为两个气体分子,所以增加压力使平衡向右(正方向)移动。
然而,尽管高温使反应速度加快,但是高温使平衡向右移动,因此,所选的条件必须要折中的能以合理的速率得到令人满
意的转化率。
条件的准确选择将取决于其他的经济因素和催化剂的具体情况。
因为资本和能耗费用越发重
要,当代的工厂已经趋向于比早期工厂在更低的压力和更高的温度(循环使用未转化的物料)下进行操作。
氮的生物固定也使用了一种催化剂,该催化剂镶在较大的蛋白质分子中含有钼和铁,其详细结构直到
1992年才被化学家弄清楚,该催化剂的详细作用机理尚未清楚。
原料。
该过程需要以下几种原料(进料)的能源、N2和H2。
N2很容易从空气中提取,但是H2的来源很成问题。
以前,H2来源于通过煤的焦化反应,煤用作蒸汽重整的原料(主要是C的来源),在蒸汽
重整过程中,水蒸气与C反应生成H2、CO和CO2。
如今,以天然气(主要是甲烷)代替,尽管也使用来自石油的烃类物质。
通常,制NH3的工厂包括与NH3生产相连接的H2生产车间。
在重整反应之前,含硫化合物必须从烃原料中除去,因为它们既能污染重整催化剂又能污染Harber
催化剂。
第一除硫步骤需要钴-铜催化剂。
该催化剂能将所有的含硫化合物氢化生成H2S,H2S能与ZnO
反应(ZnS和H2O)加以除去。
主要的重整反应中,下列甲烷反应最为典型(甲烷的反应发生于约7500C.含镍催化剂上)
CH4+H2O→CO+3H2(合成气)
CH2+2H2O→CO2+4H2
其他烃经历类似反应。
在次级重整器中,空气注入
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学工程与工艺专业英语 化学工程 工艺 专业 英语 大三 翻译 doc