【化工反应】什么叫化工单元反应_化学_观楚团925to
编辑： admin 2017-15-06
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化工单元过程
化工单元过程也叫化工单元反应,是总结各种化学工业生产过程得出的具有共同化学变化特点的基本过程,和化工单元操作不同.化工单元操作是具有共同的物理变化特点.化工单元过程和化工单元操作共同组成学习化工生产的最基本知识.
化工单元过程主要包括氧化、还原、氢化、脱氢、水解、水合、脱水、卤化、硝化、磺化、胺化、烷基化、酯化、碱溶、脱烷基、聚合、缩聚、催化等.
在化工单元过程中,反应速度起着非常重要的作用.
化工单元操作
目录
操作简介
操作流程
操作应用
编辑本段操作简介
一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干个化学反应实现的.长期的实践与研究发现,尽管化工产品千差万别,生产工艺多种多样,但这些产品的生产过程所包含的物理过程并不是很多,而且是相似的.比如,流体输送不论用来输送何种物料,其目的都是将流体从一个设备输送至另一个设备；加热与冷却的目的都是得到需要的操作温度；分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合物等.把这些包含在不同化工产品生产过程中,发生同样物理变化,遵循共同的物理学规律,使用相似设备,具有相同功能的基本物理操作,称为单元操作.
编辑本段操作流程
(也叫化工原理)的主要研究领域,是在化学工业生产中具有共同的物理变化特点的基本操作,是由各种化工生产操作概括得来的,基本包括五个方面：
* 流体流动过程,包括流体输送、过滤、固体流态化等.
* 包括热传导、蒸发、冷凝等.
* 即物质的传递,包括气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等.
* 即温度和压力变化的过程,包括液化、冷冻等.
* 包括固体输送、粉碎、筛分等.
编辑本段操作应用
化工单元操作是应用于各种化工生产中,在20世纪初,由美国麻省理工学院的科学家总结成一门独立的学科,和化工单元过程一起,组成学习化学工业生产的基础知识,这些单元的原理和计算方法,可以应用到各种化工门类的设计和生产过程中.
近年来,随着新技术的应用,像膜分离、吸附、超临界萃取、反应与分离偶合等新的单元操作,也得到了越来越广泛的应用.
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题1： 谁能解释下单元反应啊
就是各个单元的反应
各个方面的反应
题2： 什么是化工单元装置[化学科目]
简单说就是基本上能生产一中中间体,为下一个单元做原料
题3： 化工单元是什么
化工单元就是执行某一个化工流程的所有设备的综合,比如精馏单元
题4： 基于电解反应的化学工业共有哪些[化学科目]
很多啊,氯碱工业,制造金属镁和铝的两个工业,其他很多工业在做题目时候经常会看到啊.
制造一些很活泼和比较活泼的金属都是用电解法的.
题5： 【高中重要的化工生产反应纯碱的生产.水煤气,盐酸,漂白粉,硫酸,合成氨,硝酸的生产氯碱工业硅酸盐工业总共十个要有反应式和详细的文字说明】[化学科目]
1.碳酸钠,俗名苏打、纯碱、洗涤碱,化学式：Na2CO3,普通情况下为白色粉末.
实验室制取纯碱：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
工业上（侯氏制碱法）（1）NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3
（2） NH4HCO3 + NaCl(饱和) ==== NH4Cl+ NaHCO3↓
（3）2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O+ CO2↑
即：①NaCl(饱和) + NH3+ H2O + CO2==== NH4Cl + NaHCO3
②2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O + CO2↑
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步.第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小.
根据 NH4Cl 溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ～ 283K(5 ℃～ 10 ℃) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥.
此法优点：保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 ％； NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2,革除了 CaCO3制 CO2这一工序.
2.水煤气---煤与水蒸气反应生成的煤气,是通过炽热的焦炭而生成的气体,主要成份是一氧化碳 ,氢气 ,燃烧后排放水和二氧化碳,有微量CO、HC和NOX.
制作： 将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2）,现象为火焰腾起更高,而且变为淡蓝色（氢气和CO燃烧的颜色）.化学方程式为C+H2O===(△)CO+H2.这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因.
工业上,水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术.炉子结构采用UGI气化炉的型式.在气化炉中,碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应：
C+H2O===（高温）CO+H2
C+2H2O===（高温）CO2+2H2
以上反应均为吸热反应,因此必须向气化炉内供热.通常,先送空气入炉,烧掉部分燃料,将热量蓄存在燃料层和蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应.由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环.当目的是生产燃料气时,为了提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气中喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气.
3.盐酸,学名氢氯酸,是氯化氢（化学式：HCl）的水溶液,是一元酸.
工业制法（主要采用电解法）
即将饱和食盐水（或熔融NaCI）进行电解,除得氢氧化钠外,在阴极有氢气产生,阳极有氯气产生：2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑
在反应器中将氢气和氯气通至石英制的烧嘴点火燃烧,生成氯化氢气体,并发出大量热：
H2+Cl2= (点燃)2HCl
氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸.
实验室制法实验室制法
NaCl(固体）+H2SO4（浓） =NaHSO4+HCI 条件：微热
NaHSO4+NaCI（固体） =Na2SO4+HCI 条件：500℃-600℃
总式 2NaCI(固体）+H2SO4（浓）=Na2SO4+2HCI 条件：加热
4.漂白粉是氢氧化钙、氯化钙和次氯酸钙的混合物,其主要成分是次氯酸钙[Ca(ClO)2 ],有效氯含量为30%-38%.漂白粉为白色或灰白色粉末或颗粒,有显著的氯臭味,很不稳定,吸湿性强,易受光、热、水和乙醇等作用而分解.漂白粉溶解于水,其水溶液可以使石蕊试纸变蓝,随后逐渐褪色而变白.遇空气中的二氧化碳可游离出次氯酸,遇稀盐酸则产生大量的氧气.
制取：氯气通入石灰乳
2 Cl2 + 2 Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 +2 H2O
漂白粉是由氯气与氢氧化钙（消石灰）反应而制得.因为绝对干燥的氢氧化钙与氯气并不发生反应,氯只能被氢氧化钙所吸附.为此,在工业上系采用含有1％以下游离水分的消石灰来进行氯化,所用的氯气也含有0.06%以下水分.利用这些原料中的游离水分,使氯气水解生成酸(HClO、HCl),生成的酸为消石灰所中和.随后,依靠氯化反应时由氢氧化钙析出的水分,使氯继续进行水解,使更多的氢氧化钙参与反应过程,生成一系列化合物.漂白粉就是这些化合物所组成的复合体.
漂白粉容易露置空气中失效： Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
5.硫酸,分子式为H2SO4.是一种无色无味油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶.
（1）实验室硫酸制法
可以用FeSO4.7H2O加强热,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4
其他硫酸制备工艺
1、氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法
2、采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺
3、草酸生产中含硫酸废液的回收利用
4、从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺
等…………
工业制法
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等.硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料.
1.制取二氧化硫（沸腾炉）
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫
S+O2═点燃═SO2
4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3
H2SO4工业制作装置
2.接触氧化为三氧化硫（接触室）
2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应）
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）
4.加水（吸收它）
H2S2O7+H2O═2H2SO4
提纯工艺
可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95％－98％的商品硫酸
其他方法：
磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸.
6.合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨.别名氨气,分子式为NH3.世界上的氨除少量从焦炉气中回收外,绝大部分是合成的氨.
生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等.
①天然气制氨.天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化
合成氨
碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积）,经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨.以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似.
②重质油制氨.重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置.空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂.
③煤（焦炭）制氨.随着石油化工和天然气化工的发展,以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用.
目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱.接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨.上述反应途径可简单地表示为：
xFe+N2→FexN
FexN+〔H〕吸→FexNH
FexNH+〔H〕吸→FexNH2
FexNH2＋〔H〕吸FexNH3xFe+NH3
在无催化剂时,氨的合成反应的活化能很高,大约335kJ/mol.加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行.第一阶段的反应活化能为126kJ/mol～167kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13kJ/mol.由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物）,降低了反应的活化能,因而反应速率加快了.
7.硝酸（nitric acid）分子式HNO?,是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸,酸酐为五氧化二氮.硝酸的酸性较硫酸和盐酸小（PKa=-1.3）,易溶于水,在水中完全电离,常温下其稀溶液无色透明,浓溶液显棕色.
（1）实验室制硝酸
原料：浓硫酸,硝酸钠设备：烧瓶,玻璃管,烧杯,橡皮塞,加热设备（酒精灯,煤气灯等）原理：不挥发酸制备挥发性酸：H2SO4(l)+NaNO3(s) => Na2SO4(s)+ HNO3(g) 步骤：烧瓶中加入沸石,浓硫酸,硝酸钠.置于铁架台上的铁圈上,铁圈下隔 石棉网放置加热设备,烧瓶口用带有玻璃管的橡皮塞塞住,玻璃管用橡皮管相连,另一头置于有水的烧杯中.注意事项：加热硫酸需要用沸石以防止硫酸暴沸,玻璃管连接处要尽量挨在一起,防止反应生成的NO2泄露,制备完成后要用碱中和瓶中物质,以免污染环境.
（2） 工业合成
氨氧化法
硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氮≈2：1）通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮（NO）.生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸.稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同.[1] 4NH3+ 5O2=Pt-Rh= 4NO+ 6H2O
2NO+ O2==2NO2
3NO2+ H2O==2HNO3+ NO
其它
工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸,但该法耗酸量大,设备腐蚀严重,现基本停止使用
NaNO3+ H2SO4==NaHSO4+ HNO3
8.工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业.
电解饱和食盐水反应原理
阳极反应：2Cl-－2e=Cl2↑（氧化反应）
H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出.
阴极反应：2H+＋2e＝H2↑（还原反应）
在上述反应中,H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离出H+和OH-,
H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红.因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为：
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气.
以氯碱工业为基础的化工生产
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料,可以进一步加工成多种化工产品,广泛用于各工业.所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域.
由电解槽流出的阴极液中含有30％的NaOH,称为液碱,液碱经蒸发、结晶可以得到固碱.阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜.阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯.
2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O
H2O+Cl2=HCl+HClO
H2+Cl2=2HCl
2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)
9.硅酸盐工业是无机化学工业的一个重要部门.是制造以硅酸盐为主体的陶瓷、玻璃、搪瓷、水泥、耐火材料、砖瓦等各种制品和材料,系无机非金属材料工业.由于工艺过程中的烧成或溶制工序都用窑炉作主要设备,所以又称窑业.
目前除用二氧化硅和金属氧化物形成的硅酸盐外,凡以难溶的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等为原料,按与硅酸盐工业的类似工艺制造的精细陶瓷、高温材料、磨料等产品,也属于硅酸盐工业的范畴.
硅酸盐材料为主的无机非金属材料,往往与金属材料、高分子材料并列为现代三大重要材料.
普通硅酸盐玻璃制备
SiO2+Na2CO3==高温==Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3==高温==CaSiO3+CO2↑