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1、-化學(xué)工藝學(xué)總復(fù)習(xí)題1、化工生產(chǎn)過程一般可概括哪三大步驟?P24 化工生產(chǎn)過程一般可概括為原料預(yù)處理、化學(xué)反響和產(chǎn)品別離及精制三大步驟。2、化學(xué)工藝學(xué)的目的是什么?P1 創(chuàng)立技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、生產(chǎn)平安、環(huán)境無害的生產(chǎn)過程。3、烴類裂解發(fā)生的基元反響大局部為自由基反響哪三個階段?P61鏈引發(fā)反響、鏈增長反響、鏈終止反響三個階段。鏈引發(fā)反響是自由基的產(chǎn)生過程;鏈增長反響時自由基的轉(zhuǎn)變過程,在這個過程中一種自由基的消失伴隨著另一種自由基的產(chǎn)生,反響前后均保持著自由基的存在;鏈終止是自由基消亡生產(chǎn)分子的過程。4、各族烴類的裂解反響難易順序為?P61正烷烴異烷烴環(huán)烷烴(六碳環(huán)五碳環(huán))芳烴5、三大合成材
2、料是哪些?合成塑料、合成橡膠、合成纖維。6、氨合成采用什么催化劑?各組分各有什么作用?P197氨合成催化劑以熔鐵為主,復(fù)原前主要成分是四氧化三鐵,有磁性,另外添加Al2O3、K2O等助催化劑。為了降低溫度和壓力,在催化劑中參加鈷和稀土元素。 活性組分Fe3O4經(jīng)復(fù)原后生成-Fe,活性中心的功能是化學(xué)吸附氮分子,使氮氮之間的三鍵削弱,以利于加氫形成氨。 Al2O3是構(gòu)造型助催化劑,它均勻地分散在-Fe晶格和晶格間,能增加催化劑的比外表,并防止復(fù)原后的鐵微晶長大,從而提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。 K2O是電子型助催化劑,能促進電子轉(zhuǎn)移過程,有利于氮分子的吸附和活化,也促進生成物氨的脫附。 SiO2的
3、參加雖然有削弱催化劑堿性作用,但起到穩(wěn)定鐵晶粒作用,增加催化劑的抗毒性和耐熱性等。 參加MgO能提高耐熱性能和耐硫性,參加CaO能起助熔作用,使催化劑各組分易于熔融而形成均勻分布的高活性狀態(tài) 7、影響化學(xué)平衡的因素有哪些?P30 反響溫度、壓力、濃度、反響時間、原料的純度和配比等。8、烯烴裂解反響主要發(fā)生反響有哪些?P56 1.斷鏈反響 2.脫氫反響 3.歧化反響 4.雙烯合成反響 5.芳構(gòu)化反響 9、影響化學(xué)反響速度的因素有哪些?P30 反響溫度、壓力、濃度、反響時間、原料的純度和配比等。 惰性氣體的存在,可降低反響物的分壓,對反響速率不利,但有利于分子數(shù)增加的反響的平衡產(chǎn)率。10、乙烯直接
4、氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷,工藝流程包括哪兩大局部?P247 反響局部和環(huán)氧乙烷回收、精制兩大局部。11、固定床和流動床反響器各有什么特點?固定床 優(yōu)點:返混較?。灰种拼?lián)副反響,提高選擇性;對催化劑的強度、耐磨性要求較低 流化床 優(yōu)點:構(gòu)造簡單,催化劑裝卸容易,空速大;良好的傳熱效率,反響器溫度均一且易控制;存在返混,以提高反響物濃度和生產(chǎn)能力。固定床使用于有串聯(lián)式深度氧化副反響的反響過程流化床使用與深度氧化物主要來自于平行副反響,且主副反響活化能相差甚大的反響。固定床反響器的缺點是:傳熱差,反響放熱量很大時,即使是列管式反響器也可能出現(xiàn)飛溫反響溫度失去控制,急劇上升,超過允許圍。操作過程中催化劑不
5、能更換,催化劑需要頻繁再生的反響一般不宜使用,常代之以流化床反響器或移動床反響器。 固定床反響器中的催化劑不限于顆粒狀,網(wǎng)狀催化劑早已應(yīng)用于工業(yè)上。目前,蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。與固定床反響器相比,流化床反響器的優(yōu)點是:可以實現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出;流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能,床層部溫度均勻,而且易于控制,特別適用于強放熱反響;便于進展催化劑的連續(xù)再生和循環(huán)操作,適于催化劑失活速率高的過程的進展,石油餾分催化流化床裂化的迅速開展就是這一方面的典型例子。然而,由于流態(tài)化技術(shù)的固有特性以及流化過程影響因素的多樣性,對于反響器來說,流化床又存在粉明顯的局限性:由于固體顆
6、粒和氣泡在連續(xù)流動過程中的劇烈循環(huán)和攪動,無論氣相或固相都存在著相當(dāng)廣的停留時間分布,導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品分布,陣低了目的產(chǎn)物的收率;反響物以氣泡形式通過床層,減少了氣-固相之間的接觸時機,降低了反響轉(zhuǎn)化率;由于固體催化劑在流動過程中的劇烈撞擊和摩擦,使催化劑加速粉化,加上床層頂部氣泡的爆裂和高速運動、大量細粒催化劑的帶出,造成明顯的催化劑流失;床層的復(fù)雜流體力學(xué)、傳遞現(xiàn)象,使過程處于非定常條件下,難以提醒其統(tǒng)一的規(guī)律,也難以脫離經(jīng)歷放大、經(jīng)臉操作。12、屬于對石油的一次加工和二次加工的過程分別有哪些?P14-18 一次加工:常壓蒸餾、減壓蒸餾;二次加工:催化重整、催化裂化、催化加氫裂化、烴類熱裂
7、解、烷基化、異構(gòu)化、焦化。13、評價裂解原料性質(zhì)的指標(biāo)主要有哪些?P64族組成(PONA值);氫含量;特性因數(shù);關(guān)聯(lián)指數(shù)(BMCI值)。14、對于天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化反響有什么特點?影響天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化反響的因素有哪些?P160-169 蒸汽轉(zhuǎn)化法是在催化劑存在下及高溫條件下,使甲烷等烴類與水蒸氣反響,生產(chǎn)H2、CO等混合氣,該反響是強吸熱反響的,需要外界供熱僅供參考。因素:溫度、壓力、水碳比、組分、氣流速度。15、影響催化劑使用壽命的主要因素有?P35 化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能穩(wěn)定性、耐毒性。16、為什么要進展CO變換反響?P174 通過變換反響可產(chǎn)生更多氫氣,同時降低CO含量,用于調(diào)節(jié)H
8、2/CO的比例,滿足不同生產(chǎn)需要。17、乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷工藝的催化劑組成及性能 P243由活性組分銀,載體,和助催化劑組成。載體:提高活性銀的分散度,防止銀的微小晶粒在高溫下燒結(jié)助催化劑:使載體外表酸性中心中毒,減少副反響進展。18、二氧化碳脫除方法各有哪些?P183溶液吸收劑吸收,分物理、化學(xué)、物理化學(xué)吸收,變壓吸附,膜別離等固體脫出法19、丙烯氨氧化制丙烯腈工藝流程回收局部設(shè)置急冷器的理由?P256.防止丙烯腈, H 等副產(chǎn)物聚合,生產(chǎn)聚合物堵塞管道20、烴類氧化反響根本特征有哪些?P222反響放熱量大,反響不可逆,氧化途徑多種多樣,過程易燃易爆21、對烴類的裂解過程,對溫度、壓力和停
9、留時間的要求?P72-73一定溫度,提高裂解溫度,有利于提高一次反響所得乙烯和丙烯的收率,有利于提高裂解選擇性;高溫短停留時間可抑制二次反響,提高烯烴收率,減少結(jié)焦。低壓可促進乙烯一次反響,抑制發(fā)生聚合的二次反響減輕結(jié)焦程度。22、合成氨反響的熱力學(xué)特點及影響因素?可逆反響正反響氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小正反響是放熱反響熵減小的反響 因素:溫度和壓力;氮氫比;惰性氣體23、乙烯氧氯化單組分催化劑體系組成及作用P30524、幾種根本反響的原子經(jīng)濟性?P411-4141、重排反響 2、加成反響 3、取代反響 4、消除反響 5、氧化反響25、氨合成的熔鐵催化劑組成、使用前后的考前須知?P197-19826、什
10、么是爆炸極限?爆炸極限的影響因素?P260-26127、常采用哪些方法對合成氣精制?銅氨液吸收法,甲烷化法,液氯洗滌法三種28、請寫出乙烯氧氯化的反響機理。第一步是吸附的乙烯與氯化銅起反響,生成l,2-二氯乙烷,使二價銅復(fù)原為一價銅的形式。 第二步是一價銅被氧化為二價銅,并形成含有CuO的絡(luò)合物。 第三步是生成的絡(luò)合物遇到氯化氫時,使絡(luò)合物發(fā)生分解反響,形成有催化作用的二價銅和水29、合成氨反響歷程包括幾個步驟?P200合成氨反響歷程包括以下七個步驟: 原料混合氣中的H2和N2從氣相主流體中擴散到鐵催化劑的外外表,屬外擴散過程; H2和N2從催化劑外外表向孔擴散,到達催化劑微孔,屬擴散過程;
11、擴散到孔的H2和N2氣被吸附在催化劑外表上,并被活化,屬吸附過程; 吸附態(tài)的H2和N2在催化劑外表上進展反響,經(jīng)過一系列的中間化合,最后形成吸附態(tài)的產(chǎn)物,屬外表反響過程; 吸附態(tài)的產(chǎn)物NH3從催化劑外表脫附下來,屬脫附過程; 脫附的產(chǎn)物從催化劑孔向催化劑外外表擴散,屬擴散過程; 產(chǎn)物從催化劑的外外表向主流體中擴散,屬外擴散過程。30、烴類裂解為何采用水蒸汽作稀釋劑?裂解反響后通過急冷即可實現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的別離,不會增加裂解氣的別離負荷和困難。使用其他惰性氣體為稀釋劑時反響后均與裂解氣混為一體,增加了別離困難。 水蒸氣熱容量大,使系統(tǒng)有較大熱慣性,當(dāng)操作供熱不平穩(wěn)時,可以起到穩(wěn)定溫度的作用,保
12、護爐管防止過熱。 抑制裂解原料所含硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕。 脫除結(jié)碳,爐管的鐵和鎳能催化烴類氣體的生碳反響。水蒸氣對鐵和鎳有氧化作用,抑制它們對生碳反響的催化作用。而且水蒸氣對已生成的碳有定的脫除作用。31、裂解氣中酸性氣體主要有哪些?脫除方法有哪些?裂解氣中的酸性氣體主要是CO2,HS和其他氣態(tài)硫化物。對裂解氣別離裝置而言,CO2會在低溫下結(jié)成千冰,造成深冷別離系統(tǒng)設(shè)備和管道堵塞,HS將造成加氫脫炔催化劑和甲烷化催化劑中毒。對于下游加工裝置而言,當(dāng)氫氣、乙烯、丙烯產(chǎn)品中的酸性氣體含量不合格時,可使下游加工裝置的聚合過程或催化反響過程的催化劑中毒,也可能嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在裂解氣精餾別離
13、之前,需將裂解氣中的酸性氣體脫除干凈。脫除方法主要有:堿洗法脫除酸性氣體;乙醇胺法脫除酸性氣。32、在裂解氣的深冷別離流程中,乙烯損失的主要部位有哪幾處冷箱尾氣中帶出損失、乙烯塔釜液乙完中帶出損失、脫乙烷塔釜液C3餾分中帶出損失,壓縮段間凝液帶出損失33、工業(yè)上采用的羰基合成催化劑有哪些?迄今為止,工業(yè)上采用的羰基合成催化劑,其中心原子只有鈷和銠。未經(jīng)改性的羰基鈷作催化劑,需要苛刻的反響條件,工業(yè)上采用的反響壓力高達30MPa。經(jīng)配體改性后,反響壓力可以降低,但催化劑活性下降很多,反響生成醛的選擇性亦發(fā)生變化,故限制了其應(yīng)用圍。未改性的羰基銠同樣需要高的反響壓力,并且產(chǎn)物的區(qū)域選擇性很差,未能
14、在工業(yè)上采用。經(jīng)配體改性的羰基銠催化劑,反響條件緩和,在催化劑濃度很低的情況下,即有滿意的反響速度,產(chǎn)物的化學(xué)選擇性和區(qū)域選擇性都大大優(yōu)越于鈷。 34、選擇性氧化反響中致穩(wěn)氣的作用?P247致穩(wěn)氣是惰性的,能減小混合氣的爆炸限,增加體系平安性;具有較高的比熱容,能有效地移出局部反響熱,增加體系穩(wěn)定性。 35、烴類裂解為何采用水蒸汽作稀釋劑?P7536、綠色化學(xué)定義?環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué),在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計、制造和應(yīng)用中防止和減少對人類安康和生態(tài)環(huán)境有毒有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生。37、綠色化學(xué)工藝的途徑和手段?指在綠色化學(xué)根底上開發(fā)的從源頭上阻止環(huán)境污染的化學(xué)工藝。該工藝的建立和開發(fā)的
15、指導(dǎo)思想是采用原子經(jīng)濟反響,即原料中每一個原子都轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,不產(chǎn)生任何廢物和副產(chǎn)品,實現(xiàn)廢物的零排放,也不采用有毒有害的原料,催化劑和溶劑,并生產(chǎn)環(huán)境友好的產(chǎn)品。過程綠色化。產(chǎn)品綠色化38、裂解氣出口急冷操作的目的?裂解爐出口的高溫裂解氣在出口高溫條件下將繼續(xù)進展裂解反響,由于停留時間的增長,二次反響增加,烯烴損失隨之增多。為此,需要將裂解爐出口高溫裂解氣盡快冷卻,通過急冷以終止其裂解反響。當(dāng)裂解氣溫度降至650以下時,裂解反響根本終止。急冷有間接急冷和直接急冷之分。39、參考有關(guān)工藝流程圖,簡要答復(fù)以下問題1為何采用二段壓縮?213#合成塔是何種形式的合成塔?3惰性氣體含量對平衡氨濃度有何影
16、響?4溫度對合成氨有何影響?5簡述此工藝中能量是如何充分合理利用的。40、以下圖為氧氣法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的工藝流程,請答復(fù)以下問題:1該流程可分為哪幾個工序 2該法平安生產(chǎn)的關(guān)鍵局部是什么 采取了哪些平安措施 35#, 6#設(shè)備各起何作用 何者操作壓力高,何者操作溫度高 4氧氣法和空氣法為何均不采用流化床反響器41、原子經(jīng)濟性和原子利用率的定義是什么?請根據(jù)定義計算丙烯與過氧化氫環(huán)氧化合成環(huán)氧丙烷的原子經(jīng)濟性。P41142、幾類化學(xué)反響的原子經(jīng)濟性?P411-414重排反響。加成反響,取代反響,消除反響,氧化反響,43、生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品的典型產(chǎn)品有哪些并簡述其生產(chǎn)工藝。P383-384燃料乙
17、醇,丙烯酰胺,聚乙酸,1-3丙二醇等。44、如何認識生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品的優(yōu)勢與缺乏。45、生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品過程中涉及哪些方面的技術(shù),如何認識各項技術(shù)的作用與地位46、試比擬生物催化劑與化學(xué)催化劑的異同。生物催化劑:游離的或固定的細胞或酶的總稱,在反響過程中起催化劑作用。生物催化劑包括生物體和酶類,具有高效性和高選擇性,易于催化得到較純的產(chǎn)品,可減少廢物排放。有機化工工藝思考題第一、第二章 緒論、理論根底1、簡單介紹煤化工的主要加工路線及各路線主要產(chǎn)品。375答:煤高溫干餾:焦?fàn)t氣、粗苯、煤焦油,焦炭;低溫干餾:焦?fàn)t氣、低溫煤焦油、半焦;煤氣化:合成氣,甲醇,F(xiàn)-T合成油;煤直接液化:
18、合成油品。2、你認為傳統(tǒng)大宗化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程應(yīng)該如何改良以適應(yīng)目前的平安、環(huán)保和經(jīng)濟需求? 答:合理工藝,高效催化劑,減少高溫、高壓過程、反響設(shè)備小型化,強化傳熱、傳質(zhì),采用可再生資源,減少排放,減少有毒產(chǎn)物的生產(chǎn)及使用。等等。3、談?wù)勀銓G色化工過程的認識。答:1、綠色原料,2、綠色溶劑,3、平安過程,4、綠色產(chǎn)品,5、能耗降低。4、對于現(xiàn)代工業(yè)化學(xué)過程所面臨的平安、環(huán)保問題,你有何改良的建議提出10條具體措施? 375答:合理工藝,高效催化劑,減少高溫、高壓過程、反響設(shè)備小型化,強化傳熱、傳質(zhì),采用可再生資源,減少排放,減少有毒產(chǎn)物的生產(chǎn)及使用,綠色溶劑,過程自動化。等等。5、簡單說明石
19、油加工過程中的常、減壓蒸餾,催化裂化、催化重整、加氫裂化的原理及各個過程中原料的物理、化學(xué)變化。375答:常、減壓蒸餾:利用原油組分的沸點不同,采用常、減壓蒸餾的方法將原油別離為不同沸程的產(chǎn)品,該過程為物理過程。催化裂化:在催化劑作用下,將大分子的重質(zhì)油裂化小分子的液體、氣體產(chǎn)物,該過程為化學(xué)過程;催化重整:在鉑催化劑作用下,直鏈油品的C-C鍵發(fā)生重新排列形成富含芳烴、環(huán)烷烴、支鏈烴的產(chǎn)物,該過程為化學(xué)過程;加氫裂化:在催化劑和氫氣作用下,將重質(zhì)油加熱裂化得到小分子油品的過程,化學(xué)過程。6、簡述你所了解的生物質(zhì)及其在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用。答:生物質(zhì)在工業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,目前生物的工業(yè)應(yīng)用有:1、
20、糠醛生產(chǎn)、2、糖類、淀粉乙醇發(fā)酵、3、纖維素制乙醇、4、生物柴油、5、農(nóng)林廢棄物制合成氣等。第三章 烴類熱裂解1、 結(jié)合烴類熱裂解過程的反響特點,提出裂解爐管的改良建議及理由。2、 答:反響特點:1、自由基反響,強吸熱,反響溫度高;2、具有二次反響,易結(jié)焦、生碳;3、反響為氣體裂解反響,氣體體積增大;4、目標(biāo)產(chǎn)物為化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的物質(zhì)。針對裂解爐管的改良措施:1、采用耐高溫合金,提高反響溫度;2、采用細徑爐管,強化傳熱;爐管變徑前細后粗,降低氣體分壓,減少結(jié)焦、生碳;3、爐管涂層,減少結(jié)焦、生碳;4、減少管程,縮短停留時間;5、爐管加翅片,強化傳熱。2、裂解氣急冷的目的是什么?說說急冷器的分類
21、和它們的優(yōu)缺點?答:急冷的目的:1、終止反響,2、回收熱量,3、產(chǎn)物初步別離。急冷分為直接急冷,間接急冷。直接急冷,優(yōu)點:構(gòu)造簡單,傳熱效果好,缺點:熱量無法回收,產(chǎn)生油水混合物;間接急冷,優(yōu)點:回收熱量,無污水,缺點:傳熱效果差,易結(jié)焦。3、工業(yè)上由裂解汽油、重整汽油中別離芳烴的方法有那些?它們的原理是什么?答:芳烴別離的方法:溶劑萃取、萃取蒸餾。萃?。豪梅紵N極性較大的性質(zhì),采用大極性溶劑將芳烴從油品中萃??;萃取蒸餾:萃取與蒸餾偶合,利用萃取劑提高烴類沸點的原理,提高別離度。4、裂解爐中甲烷、乙烷、丁烷、環(huán)己烷、乙苯、甲苯、水、氫各自能發(fā)生那些化學(xué)反響?答:裂解爐管中,甲烷不能發(fā)生化學(xué)反響
22、;乙烷主要反響為脫氫生成乙烯;丁烷可發(fā)生脫氫、C-C鍵斷裂;環(huán)己烷主要反響為脫氫芳構(gòu)和C-C鍵斷;乙苯的主要反響為側(cè)鏈脫除;甲苯反響主要為稠合;水的主要反響為消碳反響;氫氣主要為加氫和氫解反響。5、簡述SRT-裂解爐到SRT-裂解爐是如何圍繞減少停留時間、提高反響溫度、減少烴分壓三個原則進展改良的。答:SRT-裂解爐到SRT-裂解爐的改良包括:1、管程不斷減少,由8程減少為2程,管長由80-90米減少為20米左右,這樣大大縮短了氣體在爐管里的停留時間,由0.6秒減少到0.2秒左右;2、短停留時間爐由均徑爐管開展為變徑爐管,變徑爐管在爐管的前程采用細管,挺高了傳熱效率,所以可以使反響溫度迅速提高
23、,而且采用了耐熱合金可以承受更高溫度,爐管溫度得以提高;3、采用變徑爐管,爐管后程采用大直徑爐管,提高了爐管的容積,降低了氣體壓力,有利于提高平衡收率,減少積碳。6、裂解氣別離過程采用分級壓縮的原因是什么?假設(shè)采用一次壓縮到工作壓力有什么缺點?答:分級壓縮、分級冷卻的目的:減少壓縮過程中氣體的溫度上升,降低烯烴的副反響。假設(shè)一次壓縮到工作壓力,氣體升溫大,容易使烯烴產(chǎn)生聚合等不利反響。7、從原料的反響特性角度,比擬1干天然氣、2直餾汽油、3重整汽油、4煤焦油作為熱裂解原料的優(yōu)劣。請從優(yōu)到劣排序,并簡單說明理由。答:從原料的裂解特性角度:1、直、支鏈烷烴環(huán)烷烴芳香烴;2、輕質(zhì)原料優(yōu)于重質(zhì)原料;3
24、、甲烷在裂解管不發(fā)生化學(xué)反響。干天然氣的主要成分為甲烷,所以不能作為裂解原料;直餾汽油的主要成分為直、支鏈烷烴和環(huán)烷烴,輕質(zhì)組分含量大,是性能較好的裂解原料;重整汽油中除直、支鏈烷烴和環(huán)烷烴外,還含有大量烯烴及芳香烴,所以裂解性能較差;煤焦油一般來說含大量單環(huán)、稠環(huán)芳香族化合物,分質(zhì)量相對較高,在裂解管結(jié)焦、生碳嚴重,不是好的裂解原料。所以:2直餾汽油3重整汽油4煤焦油1干天然氣。第四章 芳基轉(zhuǎn)化1、苯與乙烯烷基化反響中多乙苯形成的原因?工業(yè)過程中采取了那些措施減少多乙苯的產(chǎn)生? 答:烷基化反響機理為F-C反響,是一種親電取代的反響過程,烷基為供電基,所以容易發(fā)生多烷基反響。工業(yè)上采用了:1、
25、低乙烯:苯物料比;2、多烷基產(chǎn)物循環(huán);3、短接觸時間氣相烷基化,多烷基化過程為串聯(lián)過程;4、高選擇性催化劑分子篩;5、合理生產(chǎn)工藝等措施來減少多乙苯的生成。2、 苯烷基化的催化劑有哪些類型?這些催化劑的特點有什么?使用時要注意什么問題? 答:苯烷基化的催化劑類型有:1、Lewis酸、2、質(zhì)子酸、3、分子篩等。Lewis酸催化活性高,具有烷基化和脫烷基能力,但性質(zhì)不穩(wěn)定、不耐水,有一定腐蝕性,會產(chǎn)生無機污染物;質(zhì)子酸,活性高,但對設(shè)備腐蝕大;分子篩催化劑,構(gòu)造穩(wěn)定,與產(chǎn)物別離簡單,具有烷基化、烷基轉(zhuǎn)移、異構(gòu)化、擇型催化能力等特殊功能。3、比擬甲苯催化脫烷基、熱脫烷基兩種工藝的優(yōu)、缺點。 答:甲苯
26、熱脫烷基,優(yōu)點:自由基反響,無需催化劑,產(chǎn)率高、選擇性較好、設(shè)備構(gòu)造簡單,生產(chǎn)能力大、結(jié)焦少,設(shè)備開工時間長,缺點:反響溫度高,能耗大;催化脫烷基,優(yōu)點:反響溫度低,轉(zhuǎn)化率、選擇性優(yōu),缺點:設(shè)備復(fù)雜、需催化劑,易結(jié)焦。4、二甲苯異構(gòu)化的主要目標(biāo)是增產(chǎn)對二甲苯,但受反響熱力學(xué)的限制,對二甲苯的產(chǎn)率低。如何提高對二甲苯的產(chǎn)率,你有何建議? 答:二甲苯異構(gòu)化生產(chǎn)對二甲苯的過程受熱力學(xué)限制產(chǎn)率在23%左右,為提高對二甲苯的產(chǎn)率,可以采用:1、循環(huán)反響,2、采用具有擇型催化能力的分子篩催化劑提高選擇性等方法。第五章 合成氣1、煤制合成氣、天然氣制合成氣、渣油制合成氣的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的構(gòu)造如何?有何不同?為
27、什么會有這些不同? 答:煤,氣-固反響,空氣氧氣和水蒸氣為氣化劑,無催化劑,高溫?zé)峄瘜W(xué)反響,汽化爐,固定床、流化床、氣流床;天然氣,氣-氣接觸催化反響,水蒸氣為氣化劑,一段轉(zhuǎn)化爐固定床,二段轉(zhuǎn)化爐空氣、水蒸氣為氣化劑;渣油,液-氣局部氧化反響,空氣氧氣為氣化劑,無催化劑,氣化爐。 設(shè)備構(gòu)造不同的原因:原料構(gòu)造、性質(zhì)、狀態(tài)不一樣,采用的加工方法不同,所以采用的設(shè)備也不一樣。2、合成氣生產(chǎn)中,硫化物的脫除方法有那些?假設(shè)要回收利用這些硫,請設(shè)計流程框圖。 答:合成氣脫硫有濕法、干法兩種。干法采用堿性固體吸附劑脫除硫化物;濕法有:氧化法、化學(xué)吸收乙醇胺法,催化法、物理吸收法低溫甲醇法和物理化學(xué)吸收法
28、。流程圖:3、有機胺、硫化物、水、氧對煤、天然氣、重油這三種制合成氣的過程有什么影響? 答:煤、重油制合成氣是熱化學(xué)過程,天然氣制合成氣為催化轉(zhuǎn)化過程。有機胺、硫化物對煤、重油氣化過程無明顯不良影響,對天然氣轉(zhuǎn)化過程會影響催化劑活性;水、氧是煤和天然氣氣化過程的氣化劑,而重油氣化過程的氣化劑是氧。4、從原料的物理、化學(xué)特性分析:你認為生物質(zhì)制合成氣過程在反響裝置、氣化劑兩方面與1煤制氣2重油制合成氣3天然氣制合成氣三過程哪個最相似?并簡單說明原因。 答: 煤制氣,氣-固反響,空氣氧氣和水蒸氣為氣化劑,無催化劑,高溫?zé)峄瘜W(xué)反響,汽化爐,固定床、流化床、氣流床;天然氣制合成氣,氣-氣接觸催化反響,
29、水蒸氣為氣化劑,一段轉(zhuǎn)化爐固定床,二段轉(zhuǎn)化爐空氣、水蒸氣為氣化劑;渣油制合成氣,液-氣局部氧化反響,空氣氧氣為氣化劑,無催化劑,氣化爐。生物質(zhì)制氣,氣-固反響,空氣氧氣和水蒸氣為氣化劑,無催化劑,高溫?zé)峄瘜W(xué)反響,汽化爐,固定床、流化床、氣流床等。生物質(zhì)是固體,其在高溫脫水可以生成炭,其理化性質(zhì)與煤接近,所以生物質(zhì)制合成氣的裝置、氣化劑與煤氣化過程相似。原料構(gòu)造、性質(zhì)、狀態(tài)相近,采用的加工方法也相似,所采用的設(shè)備也相似。第六章 加氫與脫氫1、工業(yè)合成氨過程和甲醇合成過程都有較大的氣體循環(huán)量,為什么?理論上,有那些措施可以減少氣體循環(huán)量? 答:兩個過程都是放熱反響,可逆平衡反響,而且在反響溫度下平
30、衡轉(zhuǎn)化率較低,大量氣體原料未轉(zhuǎn)化,必須循環(huán)使用,所以造成氣體循環(huán)量大。 理論上減少氣體循環(huán)量的方法:1、兩個反響均為氣體體積減小的反響,采用加壓的方法可以提高轉(zhuǎn)化率,減少未轉(zhuǎn)化氣體;2、兩反響均為放熱反響,采用低溫反響有利于提高轉(zhuǎn)化率,降低氣體循環(huán)量,但必須采用高活性催化劑;3、合理的工藝條件,如:物料比、氣速等可以減少氣體循環(huán)量;4、高效的產(chǎn)物別離,也可降低氣體循環(huán)量。2、合成氨塔使用過程中,催化劑失活的可能原因有那些?如何解決?答:催化劑失活的原因有:1、晶粒長大,2、催化劑中毒。晶粒長大必須更換催化劑,催化劑中毒,暫時中毒可以再生,永久中毒必須更換催化劑。3、理論上,工業(yè)加氫與脫氫可以采
31、用同種催化劑,但實際生產(chǎn)中卻使用兩種不同類型的催化劑,原因是什么?答:工業(yè)加氫用通常用金屬催化劑,脫氫過程用金屬氧化物催化劑,金屬催化劑活性高,氧化物催化劑活性相對低。但脫氫過程中容易生碳,所以通常采用水蒸氣為稀釋劑消碳,但金屬催化劑通常對水蒸氣不耐受,所以脫氫過程一般采用氧化物催化劑。脫氫反響溫度高,金屬氧化物耐熱性能好.4、合成氨過程中,產(chǎn)品氨別離的方法為冷凝別離。你還有什么別離方法的建議?答:1、低溫溶劑吸收、2、吸附劑、3、膜別離、4、酸性吸收劑等5、乙苯催化脫氫制苯乙烯過程,比擬采用1水蒸汽2氫氣3氮氣作為稀釋氣體的優(yōu)劣,排序并簡單說明原因。答:1、乙苯催化脫氫制苯乙烯過程,是一個氣
32、體體積增大的反響,參加稀釋氣體,降低氣體分壓,有利于平衡向產(chǎn)物方向移動;2、乙苯制苯乙烯是在高溫下的催化脫氫反響,結(jié)焦、生碳嚴重,采用稀釋氣體有利于減少上述副反響的發(fā)生,提高催化劑使用壽命。 理論上,1水蒸汽2氫氣3氮氣都可作為乙苯脫氫過程的稀釋劑。但氫氣是脫氫過程的產(chǎn)物,作為稀釋氣體,會降低平衡轉(zhuǎn)化率,而且氫氣使用有平安問題;氮氣為惰性氣體,但無消碳作用;水蒸氣的熱容大,平安,且對焦、碳等具有消除作用,是較好的稀釋氣體。所以:1水蒸汽3氮氣2氫氣。第七章 選擇性氧化1、工業(yè)氧化過程,選擇性低,難于控制的原因是什么?答:1、工業(yè)氧化過程中多數(shù)反響為自由基反響過程,反響中間體活性高,反響機理復(fù)雜
33、,可能的反響途徑多, 副產(chǎn)物種類多。氧化過程為串聯(lián)過程,容易形成不同氧化的產(chǎn)物。2、催化氧化過程的機理、歷程研究不明確,所以有針對的解決問題的方法較少。3、氧化過程強放熱、過程平安問題突出,所以也導(dǎo)致對工藝條件的諸多限制,不利于反響過程的優(yōu)化。2、工業(yè)氧化過程中的致穩(wěn)氣的作用是什么?常用的種類有那些?各種致穩(wěn)氣使用的優(yōu)缺點是什么?答:工業(yè)氧化過程的致穩(wěn)氣有:氮氣、二氧化碳、甲烷。氮氣本錢低,熱容相對小;甲烷熱容大,可以縮小爆炸圍,減少爆炸強度;二氧化碳,反響中的副產(chǎn)物,無需外加。第八章 羰基合成1、結(jié)合丙烯氫甲?;铣啥∪┻^程,說明催化劑的構(gòu)造、性能改良是如何推動該工業(yè)過程的開展? 答:氫甲酰
34、化過程采用的催化劑開展了三種類型:1、羰基鈷、2、膦配體羰基銠、3、磺基膦配體羰基銠。羰基鈷催化劑,活性低,需高溫高壓條件,催化劑用量大,需回收,對設(shè)備有磨損,正/異構(gòu)比例低;膦配體羰基銠,活性高,低溫低壓操作,催化劑回收工序多,難度較大,催化劑本錢高、流失大,正/異構(gòu)比例高;磺基膦配體羰基銠,活性高,低溫低壓,產(chǎn)物別離簡單,催化劑回收方便,流失少,正/異構(gòu)比例高。2、羰基合成乙酸過程中參加碘化物的作用是什么?常用的碘化物種類有那些?答:碘化物為羰基化過程的催化劑。常用碘化物有:1、碘化氫,2、碘甲烷,3、碘單質(zhì)。第九章 氯化1、二氯乙烷熱裂解過程副反響較多,請從反響機理入手,提出減少副反響的
35、建議。答:二氯乙烷熱裂解反響中的副反響包括:異構(gòu)化、芳構(gòu)化、聚合、C-C鍵斷裂、生碳等。二氯乙烷熱解的主反響為自由基反響,可以采用1、適宜的反響溫度;2、采用光催化或參加引發(fā)劑;3、采用適宜催化劑等方法提高主反響選擇性。2、丙烯用氯氣氯化的可能產(chǎn)物有那些? 假設(shè)目的產(chǎn)物為-氯丙烯,你有何措施提高目的產(chǎn)物的選擇性?20分答:丙烯氯氣氯化的可能產(chǎn)物有:加成氯化產(chǎn)物、熱氯化產(chǎn)物、多氯化產(chǎn)物、氯熱解產(chǎn)物。 1、-氯丙烯的生成為熱促自由基反響,高溫有利于該反響的發(fā)生;2、在丙烯氯化的所有產(chǎn)物中,-氯丙烯的氯含量最低,所以低氯:丙烯比有利于其生成;3、強化混合效果有利于減少多氯產(chǎn)物的生成,并使反響過程穩(wěn)定
36、、平安;4、減少接觸時間有利于降低多氯化串聯(lián)反響的發(fā)生。 提高-氯丙烯的選擇性的方法:1、提高反響溫度;2、低氯摩爾比;3、強化丙烯與氯氣的混合;4、減少氣體接觸反響時間。第十章 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化與利用1、 生物柴油的生產(chǎn)方法有那些并簡單介紹這些方法的工藝。答:生物柴油的生產(chǎn)方法,分為物理法、化學(xué)法。物理法包括:直接混合,動植物油脂與石化柴油直接混合,微乳液法,利用乳化劑將動植物油脂與石化柴油混合;化學(xué)方法包括:熱裂解法,熱化學(xué)方法將油脂裂解變成小分子化合物,酯交換法,利用甲醇、乙醇與甘油交換得到小分子化合物。2、簡單介紹生物柴油合成的酸催化、堿催化、生物催化和超臨界法的根本化學(xué)過程,并比擬這些方法
37、的優(yōu)缺點。答:生物柴油的生產(chǎn)采用動植物油脂與低級醇發(fā)生酯交換反響制備。酸催化法:采用質(zhì)子酸、Lewis酸、固體氧化物等酸性催化劑;堿催化法:采用無機堿、固載無機堿等堿性催化劑;生物催化采用的催化劑是改造后的脂肪酶;超臨界法不用催化劑,在低級醇的超臨界條件下,直接進展酯交換。超臨界法生物催化法化學(xué)催化法催化劑無酶酸、堿反響條件300,10MPa 需有機溶劑:醇 5-10 min30-60,常壓 需有機溶劑:醇 1-20 h40-80,常壓 需有機溶劑:醇 1-20 h產(chǎn)率 98% 88% 95%原料要求很低一般酸值不高于1mg KOH/g油;水分含量低于0.005%皂化產(chǎn)物無無有產(chǎn)物別離方法靜置
38、分層過濾中和、離心、水洗反響器構(gòu)造1、可逆放熱反響過程中采用的反響器設(shè)計中,工業(yè)上有什么方法控制反響溫度與最優(yōu)操作溫度接近? 答:可逆放熱過程:隨反響進展溫度不斷提高,而過程的平衡收率隨溫度上升而降低。工業(yè)上采用分步冷卻的方法使反響溫度與最優(yōu)操作溫度接近,冷卻方式包括:直接冷卻和間接冷卻。一、 簡答題1. 化學(xué)工業(yè)按生產(chǎn)的產(chǎn)品分類可分為那幾大類?答:化學(xué)工業(yè)按產(chǎn)品分類可分為如下幾大類:(1) 無機化學(xué)工業(yè)。(2) 有機化學(xué)工業(yè)(3) 精細化學(xué)品工業(yè)(4) 高分子化學(xué)工業(yè)(5) 生物化工工業(yè)。2. 化學(xué)工業(yè)的主要資源包括那些?答:化學(xué)工業(yè)的主要資源包括:無機化學(xué)礦,石油,煤,天然氣,生物質(zhì),再生
39、資源,空氣和水等。3. 烴類熱裂解產(chǎn)物中的有害物質(zhì)有哪些?存在哪些危害?如何脫除?答:烴類熱裂解產(chǎn)物中的有害物質(zhì)包括:硫化氫等硫化物,二氧化碳,炔烴和水。硫化氫的危害:硫化氫會腐蝕設(shè)備和管道,使枯燥的分子篩的壽命縮短,使脫炔用的加氫催化劑中毒并使烯烴聚合催化劑中毒。二氧化碳的危害:在深冷別離裂解氣時,二氧化碳會結(jié)成干冰,堵塞管道及設(shè)備,影響正常生產(chǎn);對于烯烴聚合來說,是烯烴聚合過程的惰性組分,在烯烴循環(huán)時造成積累,使烯烴的分壓下降,從而影響聚合反響速度和聚合物的分子量。炔烴的危害:炔烴使乙烯和丙烯聚合的催化劑中毒。水的危害:在深冷別離時,溫度可達-100,水在此時會結(jié)冰,并與甲烷,乙烷等形成結(jié)
40、晶化合物CH46H2O,C2H67H2O,C4H107H2O,這些結(jié)晶會堵塞管道和設(shè)備。脫除方法:硫化氫和二氧化碳用氫氧化鈉堿液吸收來脫除;炔烴采用選擇性加氫法來脫除。水采用分子篩枯燥法脫除。4. 簡述芳烴的主要來源。答:芳烴的主要來源有:(1) 從煤焦化副產(chǎn)煤氣所得粗苯和煤焦油中提??;(2) 從催化重整汽油中提??;(3) 從烴類熱裂解制乙烯所得裂解汽油中提??;(4) 輕烴芳構(gòu)化和重芳烴輕質(zhì)化制芳烴。5. 舉例說明芳烴轉(zhuǎn)化催化劑有哪些?答:芳烴轉(zhuǎn)化所用催化劑包括:(1) 酸性鹵化物,如:AlCl3、AlBr3、BF3等路易斯酸。(2) 浸漬在載體上的質(zhì)子酸,如:載于硅藻土或硅膠等載體上的硫酸、
41、磷酸及氫氟酸等。(3) 浸漬在載體上的路易斯酸,如載于-Al2O3上的AlCl3、AlBr3、BF3、FeCl3、ZnCl2、TiCl4等。(4) 混合氧化物催化劑,如SiO2-Al2O3等。(5) 貴金屬-氧化硅-氧化鋁催化劑,如Pt/ SiO2-Al2O3等。(6) 分子篩催化劑,如經(jīng)過改性的Y型分子篩、絲光沸石和ZSM系列分子篩等。6. 工業(yè)上生產(chǎn)合成氣的方法有哪些?其中哪種方法投資和本錢最低?答:工業(yè)上生產(chǎn)合成氣的方法有:(1) 以煤為原料的煤氣化法。(2) 以天然氣為原料的天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法。(3) 以重油或渣油為原料的局部氧化法。其中以天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法的投資和本錢最低。7. 合成氣主
42、要工業(yè)化用途有哪些?合成氣的主要工業(yè)化用途包括:(1) 合成氨;(2) 合成甲醇;(3) 合成醋酸;(4) 烯烴的羰基合成;(5) 合成天然氣、汽油和柴油。8. 在乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷過程中,與空氣氧化法相比擬,氧氣氧化法有哪些優(yōu)點?答:與空氣氧化法相比,用氧氣氧化乙烯制環(huán)氧乙烷具有如下優(yōu)點:(1) 空氣氧化法反響局部的工藝流程較為復(fù)雜,需要空氣凈化系統(tǒng)、排放氣氧化和吸收系統(tǒng)及催化燃燒系統(tǒng),23臺氧化反響器。而氧氣氧化法只需要一臺反響器,不需要上述系統(tǒng),僅多了一套脫碳系統(tǒng),不包括空氣別離裝置時,氧氣氧化法的建廠費用和固定資產(chǎn)投資比空氣氧化法省。(2) 氧氣氧化法的催化劑不會受空氣污染,且氧化
43、反響溫度低,因此催化劑的壽命長。(3) 氧氣氧化法可采用濃度較高的乙烯,反響器的生產(chǎn)能力比空氣氧化法高。(4) 氧氣氧化法的乙烯消耗定額和電力消耗比空氣氧化法低。9. 丁二烯的生產(chǎn)方法有哪些?答:丁二烯的工業(yè)生產(chǎn)方法包括:(1) 從烴類熱裂解制乙烯副產(chǎn)的C4餾分得到。(2) 乙醇和成丁二烯。(3) 由正丁烷和正丁烯脫氫得到。(4) 正丁烯氧化脫氫制丁二烯。10. 在丁二烯的生產(chǎn)過程中,參加水蒸氣具有哪些作用?答:水蒸汽的作用包括:(1) 參加水蒸汽可以提高反響的選擇性。(2) 參加水蒸汽可以提高反響速率。(3) 參加水蒸汽可以控制反響溫度。(4) 參加水蒸汽可以利用水煤氣反響到達清焦的作用。(
44、5) 參加水蒸汽可以降低爆炸極限,到達防止爆炸的目的。11. 說明氨合成催化劑的組成及其作用。答:氨合成催化劑的組成包括Fe,Al2O3,K2O,CaO,MgO,SiO2等。(1) 氨氧化催化劑的活性組分是Fe,未復(fù)原時為FeO +Fe2O3,其中FeO占2438%,F(xiàn)e2+/Fe3+=0.5,一般在0.470.57之間,可視為Fe3O4,具有尖晶石構(gòu)造。(2) Al2O3的作用:Al2O3與Fe3O4作用可形成FeAl2O4,具有尖晶石構(gòu)造,當(dāng)催化劑復(fù)原后,F(xiàn)e3O4被復(fù)原為Fe,而未被復(fù)原的Al2O3仍保持著尖晶石構(gòu)造,起到骨架作用,從而防止鐵細晶的長大,使催化劑的比外表積增加,活性增加。
45、因此,Al2O3為構(gòu)造型助催化劑,氧化鎂的作用與Al2O3的作用相似,也是構(gòu)造型助催化劑。(3) K2O的作用:氧化鉀是電子型助催化劑,在FeAl2O3催化劑中添加氧化鉀后,可以使金屬的電子逸出功下降,有助于氮的活性吸附。(4) CaO的作用:CaO的作用與K2O相似,也是電子型助催化劑,同時,氧化鈣能降低固熔體的熔點和粘度,有利于三氧化二鋁和四氧化三鐵固熔體的形成,提高催化劑的熱穩(wěn)定性。(5) Si2O的作用:二氧化硅是磁鐵礦中的雜質(zhì),具有中和K2O和CaO的作用,此外,Si2O還具有提高催化劑抗水毒害和耐燒結(jié)的性能。12. 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反響是體積增大的可逆反響,加壓對化學(xué)平衡不利,為什么
46、還要加壓操作?答:從烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反響的平衡考慮,反響宜在低壓下進展,但從20世紀50年代開場,逐漸將壓力提高到3.54.0MPa下操作,現(xiàn)在的最高壓力可達5MPa。其原因如下:(1) 可以節(jié)省壓縮功耗。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化為體積增大的反響,而氣體的壓縮功與被壓縮氣體的體積成正比,所以壓縮含烴原料和二段轉(zhuǎn)化所需的空氣的功耗要比壓縮轉(zhuǎn)化氣節(jié)省。同時由于氨是在高壓下合成的,氫氮混和氣壓縮的功耗與壓縮前后壓力比的對數(shù)成正比,這就是說,合成壓縮機的吸入壓力越高,壓縮功耗越低。盡管轉(zhuǎn)化反響壓力提高后,原料氣壓縮和二段轉(zhuǎn)化所用的空氣壓縮機的功耗要增加,但單位產(chǎn)品氨的總功耗還是減少的。(2) 可以提高過量蒸汽余熱的利
47、用價值。由于轉(zhuǎn)化是在過量水蒸氣條件下進展的,經(jīng)一氧化碳變換冷卻后,可以回收原料氣量余熱。其中水蒸氣的冷凝熱占有相當(dāng)大的比重,這局部熱量與水蒸氣的分壓有直接關(guān)系,壓力越高,水蒸汽的分壓也越高,因此其冷凝溫度即露點越高,在同一汽氣比條件下,低變爐出口氣體的露點隨壓力的升高而增加,蒸汽冷凝液利用價值也就越高,溫度一樣,壓力越高,熱效率越高,即回收的熱量越多。(3) 可以減少原料氣制備與凈化系統(tǒng)的設(shè)備投資。轉(zhuǎn)化壓力提高,變換、凈化以至到氫氮混和氣壓縮機前的全部設(shè)備的操作壓力都隨著提高,對于同樣的生產(chǎn)規(guī)模,在一定程度上,可以減少設(shè)備投資,而且在加壓條件下操作,可提高轉(zhuǎn)化和變換的反響速率,可以減少催化劑用
48、量。13. 在烴類熱裂解的過程中,參加水蒸氣作為稀釋劑具有哪些優(yōu)點?答:在烴類熱裂解的過程中,參加水蒸汽作為稀釋劑具有如下優(yōu)點:(1) 水蒸汽的熱容較大,能對爐管溫度起穩(wěn)定作用,因而保護了爐管。(2) 水蒸汽價廉易得,且容易與裂解產(chǎn)物別離。(3) 水蒸汽可以抑制原料中的硫化物對合金鋼裂解爐管的腐蝕。(4) 水蒸汽可以與裂解管中的焦炭發(fā)生水煤氣反響而清焦。(5) 水蒸汽對金屬外表起一定的氧化作用,使金屬外表的鐵鎳形成氧化膜,從而減輕了鐵、鎳對烴類氣體分解生炭的催化作用。14. 裂解氣的壓縮為什么采用多級壓縮?確定壓縮段數(shù)的依據(jù)是什么?答:;裂解氣的采用多級壓縮的優(yōu)點:(1) 節(jié)約壓縮功耗,壓縮機
49、壓縮氣體的過程接近絕熱壓縮,功耗大于等溫壓縮,如果把壓縮分為假設(shè)干段進展,段間冷卻移熱,則可節(jié)省局部壓縮功,段數(shù)越多,越接近等溫壓縮。(2) 裂解氣中的二烯烴易發(fā)生聚合反響,生成的聚合物沉積在壓縮機,嚴重危及操作的正常進展。而二烯烴的聚合速度與溫度有關(guān),溫度越高,聚合速度越快,為了防止聚合現(xiàn)象的發(fā)生,必須控制每段壓縮后氣體溫度不高于100 。(3) 減少別離凈化負荷,裂解氣經(jīng)過壓縮后段間冷凝,可除去大局部的水,減少枯燥器的體積和枯燥劑的用量,延長枯燥器的再生周期;同時還可以從裂解氣中分凝出局部C3及C3以上的重組分,減少進入深冷系統(tǒng)的負荷,從而節(jié)約了冷量。根據(jù)每段壓縮后氣體溫度不高于100,防
50、止二烯烴在壓縮機發(fā)生聚合反響,壓縮機的壓縮比為2左右,并依據(jù)氣體的最初進口壓力和最終出口壓力來確定壓縮機的段數(shù)。15. 說明在裂解氣的別離過程中,設(shè)置冷箱的作用及其特點。答:在烴類熱裂解的裂解氣別離的過程中,設(shè)置冷箱的作用提高乙烯的回收率。冷箱的特點:(1) 用冷箱分出氫氣91.48%,使脫甲烷塔的CH4/H2增加,從而使乙烯的回收率增加。(2) 冷箱分出的富氫可作為炔烴加氫的原料。(3) 冷箱采用逐級冷凝,分股進料,從而減輕脫甲烷塔的負荷。(4) 流程通過節(jié)流閥A、B、C的節(jié)流制冷作為低溫冷量的來源。 冷箱適用于生產(chǎn)規(guī)模大,自動化水平高,原料氣組成穩(wěn)定的流程。16. 工業(yè)上氫氣的來源有哪些?
51、答:工業(yè)上氫氣的來源包括:(1) 水電解制氫。(2) 焦?fàn)t煤氣、油品鉑重整和烴類熱裂解等副產(chǎn)氫氣,經(jīng)過變壓吸附可制得純氫。(3) 煤氣化制氫,工業(yè)煤經(jīng)過水煤氣反響或半水煤氣反響可制得氫氣。(4) 氣態(tài)烴或輕油石腦油經(jīng)水蒸汽轉(zhuǎn)化反響可制氫。二、 寫出以下過程的主要化學(xué)反響,催化劑,反響壓力和反響溫度。1. 二氧化硫接觸氧化制三氧化硫。1化學(xué)反響:SO2 + 1/2O2 SO32催化劑:活性組分:V2O5。載體:硅膠、硅藻土及其混合物。助催化劑:K2O、K2SO4、TiO2、MoO3等。3反響壓力:常壓。4反響溫度:4006002. 雙加壓法氨接觸氧化制一氧化氮。1化學(xué)反響:4NH3 + 5O2
52、4 NO + 6H2O2催化劑:Pt網(wǎng)。3反響壓力:0.250.5MPa。4反響溫度:8508603. 氧氣氧化法乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷。1化學(xué)反響:C2H4 + 1/2O2 C2H4O 2催化劑:活性組分:Ag。載體:碳化硅,Al2O3和含有少量SiO2的Al2O3,助催化劑:碳酸鉀、碳酸鋇和稀土元素化合物。3反響壓力:1.03.0 MPa。4反響溫度:2042704. 丙烯氨氧化制丙烯腈。1化學(xué)反響:CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CH + 3H2O 2催化劑:鉬酸鉍系:P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/Si2O;銻系:Sb-Fe-O。3反響壓力:常壓。4反響
53、溫度:最正確溫度:440。5. 氫氮氣合成氨1化學(xué)反響:N2 + 3H2 2NH32催化劑:Fe-Al2O3-MgO-K2O-CaO-SiO23反響壓力:15MPa。4反響溫度:390520。6. 一氧化碳、氫氣合成甲醇1化學(xué)反響:CO + 2H2 2CH3OH 2催化劑:CuO-ZnO-Al2O3 。3反響壓力:510MPa。4反響溫度:230270。7. 乙苯脫氫制苯乙烯1化學(xué)反響: C2H5 CH=CH2 + H22催化劑:Fe2O3-Cr2O3-K2O3反響壓力:常壓。4反響溫度:6006308. 正丁烯氧化脫氫制丁二烯1化學(xué)反響:n-C4H8 + 1/2O2 CH2=CHCH=CH2
54、 + H2O2催化劑:鐵酸鹽尖晶石催化劑。3反響壓力:常壓4反響溫度:3275479. 乙烯液相氯化制1,2二氯乙烷1化學(xué)反響:CH2=CH2 + Cl2 ClCH2CH2Cl 2催化劑:FeCl33反響壓力:常壓。4反響溫度:50。10. 電石乙炔法制氯乙烯。1化學(xué)反響:C2H2 + HCl CH2=CHCl2催化劑:HgCl2/活性碳。3反響壓力:常壓。4反響溫度:160180。 三、 根據(jù)所給流程答復(fù)以下問題:1. 乙烯配位催化氧化制乙醛:答復(fù)以下問題:(1) 為什么催化劑溶液可以在反響器與除沫別離器之間自動循環(huán)?(2) 寫出三個根本化學(xué)反響。(3) 反響熱是如何移出的?(4) 反響器的
55、進料組成是多少?(5) 寫出反響所用的催化劑溶液的組成。(6) 寫出催化劑再生的方法和再生的化學(xué)反響。(7) 反響溫度和壓力各是多少?乙烯的轉(zhuǎn)化率是多少?(8) 自吸收塔頂部出來的氣體在循環(huán)時為什么將局部氣體排放而不全部作為循環(huán)氣返回到反響器?答:(1) 新鮮乙烯和循環(huán)乙烯的混合物與氧氣分別自反響器的底部送入,催化劑溶液也從底部送入反響器,乙烯和氧氣以鼓泡的形式通過反響器,在液相進展化學(xué)反響轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰?。由于反響放熱,將產(chǎn)物乙醛和局部水汽化,因此反響器被密度較低的氣液混合物所充滿,該氣液混合物通過反響器上部的兩根連通管流入除沫別離器。由于在除沫器氣速降低,氣體自頂部流出,催化劑溶液沉積在底部,這樣,在除沫器的催化劑的密度比反響器的氣液混合物的密度大得多,因此催化劑溶液可自行通過除沫器底部的循環(huán)管返回到反響器,從而實現(xiàn)了反響器和除沫器之間的循環(huán)。(2) 寫出三個根本化學(xué)反響。3分烯烴的羰化反響:CH2=CH2PdCl2 H2O CH3CHO Pd0
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