高，另一方面，压力升高的程度与反应温度有关，反应温度较高时，如Zn-Cr催化剂，则采用的压力也较高(30MPa)，当反应温度较低时，如Cu-Zn-Al催化剂，则压力可降低至5～10MPa。工业合成甲醇从高压法转向低压法是合成甲醇技术的一次重大突破，使得合成甲醇工艺大为简化，操作条件变得温和，单程转化率也有所提高。但从整体效益来看，当日产超过2000t时，由于处理的气体量大，设备相应庞大，不紧凑，带来制造和运输的困难，能耗也相应提高。故提出中压法，操作压力为10～15MPa。温度在230～350℃，其投资费和总能量费用可以达到最低限度。
(2)空速
从理论上讲空速高，反应气体与催化剂接触的时间短，转化率相应降低，而李速低，转化率相应提高。对合成甲醇来说，由于副反应多，空速过低，促进副反应增加，降低合成甲醇的选择性和生产能力。当然空速过高也是不利的，甲醇含量太低，增加产品的分离困难。选择适当的空速是有利的，可提高生产能力，减少副反应，提高甲醇产品的纯度。
(3)合成甲醇原料气配比
H2／CO的化学计量比(摩尔比)为2:1，而工业生产原料气除H2和CO外，还有一定量的CO2，常用H2-CO2／(CO+CO2)＝2.1±0.1作为合成甲醇的新鲜原料气组成，实际上进人合成塔的混合气中H2／CO之值总是大于2。而实际进入合成塔的混合气中H2/CO>>2。
其原因是，氢含量高可提高反应速率；降低副反应的发生；氢气的导热系数大，有利于反应热的导出，易于反应温度的控制。 此外，原料气中含有一定量的CO2，可以减少反应热量的放出，利于床层温度控制，同时还能抑制二甲醚的生成。
原料气中除H2、CO和CO2外，还有CH4和Ar气等惰性气体，虽然新鲜气中它们的含量很少，由于循环积累的结果，其总量可达15％～20％，使H2和CO的分压降低，导致合成甲醇转化率降低，为保持一定量的惰性气体，须排放一定量的循环气，造成原料气的浪费。
10. 乙烯生产环氧乙烷的原料配比中为什么要严格控制乙炔的含量？
答：在乙烯直接氧化过程中，乙炔是非常有毒的杂质，乙炔于反应过程中发生
燃烧反应，产生大量的热量，使反应温度难以控制在反应条件下，乙炔还可能发生聚合而粘附在银催化剂表面、发生积炭而影响催化剂活性，要严格控制乙炔的含量。
11. 简述影响变换反应平衡组成的因素。
? 温度的影响
? 水蒸气添加量的影响 ? 压力的影响 ? CO2的影响 ? 催化剂的影响
12. 简述空速对氨合成生产强度的影响。
答：空间速度直接影响氮合成系统的生产能力，空速太小，生产能力低，不能完成生产任务。空速过高，减少了气体在催化剂床层的停留时间，合成率降低，循环气量要增大，能耗增加，同时气体中氨含量下降，增加了分离产物的困难。过大的空速对催化剂床层稳定操作不利，导致温度下降，影响正常生产。故空速的选择～般根据合成压力、反应器的结构和动力价格综合考虑。低压法常取5000～10000h-1中压法取15000～30000h-1，而高压法可达60000h-1。
五、计算题
1. 利用标准自由焓计算裂解反应
C2H6 C2H4+H2
在 10000K下进行反应的平衡常数Kp和平衡转化率X（裂解反应按常压处理）。 标准自由焓：
H2：0.00 kJ/mol C2H6：109.22 kJ/mol C2H4：118.09 kJ/mol
2. 在某生产过程中，浓度为0.50mol/L的硫酸水溶液，以1.25m3/min的流速进入设备，溶液比重为1.03kg/L。
计算：a、硫酸的质量浓度kg/m3；b、硫酸的质量流速kg/s；
c、硫酸的质量分数kg/kg；d、硫酸的摩尔分数mol/mol；e、溶液的摩尔流速。
答：a）质量浓度=0.5×1000×98=49000g/m3=49kg/m3 b）质量流速=1.25×1.03×103/60=21.46kg/s c）质量分数=49/1.03×1000=4.757%
d）摩尔分数=0.5/（0.5+（1.03×103－49）/18）=0.909% e）摩尔流速=0.5×1000×1.25/60=10.417mol/s
3、 在裂解炉中通入气态烃混合物为2000kg/h，参加反应的原料为1000 kg/h。裂解后得到乙烯840 kg/h，以通入原料计，求乙烯收率和选择性。
答：忽略反应物与生成物之间的分子量变化，则有：
参加反应的反应物量单程转化率＝进入反应器的反应物量×100% 1000 ＝2000×100%
＝50%
生成目的产物所消耗的原料量进入反应器的原料量单程收率＝×100%
840＝2000×100%=42%
生成目的产物所消耗的原料量参加反应的原料量产率（或选择性）＝×100%
＝单程收率÷单程转化率 ＝42%÷50% ＝84%
或者：
生成目的产物所消耗的原料量参加反应的原料量产率（或选择性）＝×100% 840 ＝1000×100%
＝84%
六、画出热碳酸钾法脱除二氧化碳的一段吸收、一段再生流程。注明设备名称及其作用。
碳酸氢钾的过程。
吸收塔作用：在该容器内完成气体中的二氧化碳溶解在溶液中并和碳酸钾反应生成
再生塔的作用：在一定的温度下，碳酸氢钾溶液再生转化为碳酸钾，使溶液重新具有吸收能力。
