化學(xué)工藝學(xué)總復(fù)習(xí)題(合集版)

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)反應(yīng)和產(chǎn)品分離及精制三大步驟。2、化學(xué)工藝學(xué)的目的是什么？ P1 創(chuàng)立技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全、環(huán)境無害的生產(chǎn)過程。3、烴類裂解發(fā)生的基元反應(yīng)大部分為自由基反應(yīng)哪三個(gè)階段？P61鏈引發(fā)反應(yīng)、鏈增長(zhǎng)反應(yīng)、鏈終止反應(yīng)三個(gè)階段。鏈引發(fā)反應(yīng)是自由基的產(chǎn)生過程；鏈增長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)自由基的轉(zhuǎn)變過程，在這個(gè)過程中一種自由基的消失伴隨著另一種自由基的產(chǎn)生，反應(yīng)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、各族烴類的裂解反應(yīng)難易順序?yàn)?？P61正烷烴>異烷烴>環(huán)烷烴(六碳環(huán)>五

2、碳環(huán))>芳烴5、三大合成材料是哪些？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，還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，在催化劑中加入鈷和稀土元素。 活性組分Fe3O4經(jīng)還原后生成-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是結(jié)構(gòu)型助催化劑，它均勻地分散在-Fe晶格內(nèi)和晶格間，能增加催化劑的比表面，并防止還原后的鐵微晶長(zhǎng)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(jìn)電子轉(zhuǎn)移過程，有利于氮分子的吸附和活化，

3、也促進(jìn)生成物氨的脫附。 SiO2的加入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。 加入MgO能提高耐熱性能和耐硫性，加入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 反應(yīng)溫度、壓力、濃度、反應(yīng)時(shí)間、原料的純度和配比等。8、烯烴裂解反應(yīng)主要發(fā)生反應(yīng)有哪些？P56 1.斷鏈反應(yīng) 2.脫氫反應(yīng) 3.歧化反應(yīng) 4.雙烯合成反應(yīng) 5.芳構(gòu)化反應(yīng) 9、影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素有哪些？P30 反應(yīng)溫度、壓力、濃度、反應(yīng)時(shí)間、原料的純度和配比等。 惰性氣體的存在，可降低反應(yīng)物的分壓，對(duì)反應(yīng)速率不利，但有利于分子數(shù)增

4、加的反應(yīng)的平衡產(chǎn)率。10、乙烯直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，工藝流程包括哪兩大部分？ P247 反應(yīng)部分和環(huán)氧乙烷回收、精制兩大部分。11、固定床和流動(dòng)床反應(yīng)器各有什么特點(diǎn)？固定床 優(yōu)點(diǎn)：返混較小；抑制串聯(lián)副反應(yīng)，提高選擇性；對(duì)催化劑的強(qiáng)度、耐磨性要求較低 流化床 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，催化劑裝卸容易，空速大；良好的傳熱效率，反應(yīng)器內(nèi)溫度均一且易控制；存在返混，以提高反應(yīng)物濃度和生產(chǎn)能力。固定床使用于有串聯(lián)式深度氧化副反應(yīng)的反應(yīng)過程流化床使用與深度氧化物主要來自于平行副反應(yīng)，且主副反應(yīng)活化能相差甚大的反應(yīng)。固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)是：傳熱差，反應(yīng)放熱量很大時(shí)，即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)飛溫（反應(yīng)溫度失去控制，

5、急劇上升，超過允許范圍）。操作過程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應(yīng)一般不宜使用，常代之以流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。 固定床反應(yīng)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。與固定床反應(yīng)器相比，流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：可以實(shí)現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出；流體和顆粒的運(yùn)動(dòng)使床層具有良好的傳熱性能，床層內(nèi)部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)；便于進(jìn)行催化劑的連續(xù)再生和循環(huán)操作，適于催化劑失活速率高的過程的進(jìn)行，石油餾分催化流化床裂化的迅速發(fā)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(duì)于反應(yīng)

6、器來說，流化床又存在粉明顯的局限性：由于固體顆粒和氣泡在連續(xù)流動(dòng)過程中的劇烈循環(huán)和攪動(dòng)，無論氣相或固相都存在著相當(dāng)廣的停留時(shí)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；反應(yīng)物以氣泡形式通過床層，減少了氣-固相之間的接觸機(jī)會(huì)，降低了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率；由于固體催化劑在流動(dòng)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(yùn)動(dòng)、大量細(xì)粒催化劑的帶出，造成明顯的催化劑流失；床層內(nèi)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，難以揭示其統(tǒng)一的規(guī)律，也難以脫離經(jīng)驗(yàn)放大、經(jīng)臉操作。12、屬于對(duì)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

7、加工：催化重整、催化裂化、催化加氫裂化、烴類熱裂解、烷基化、異構(gòu)化、焦化。13、評(píng)價(jià)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(duì)于天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)有什么特點(diǎn)？影響天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)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應(yīng)，生產(chǎn)H2、CO等混合氣，該反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)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(jìn)行CO變換反應(yīng)？P174 通過

8、變換反應(yīng)可產(chǎn)生更多氫氣，同時(shí)降低CO含量，用于調(diào)節(jié)H2/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：使載體表面酸性中心中毒，減少副反應(yīng)進(jìn)行。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，膜分離等固體脫出法19、丙烯氨氧化制丙烯腈工藝流程回收部分設(shè)置急冷器的理由？P256.防止丙烯腈, HCN 等副產(chǎn)物聚合，生產(chǎn)聚合物堵塞管道20、烴類氧化反應(yīng)基本特征有哪些？P222反應(yīng)放熱量大，反應(yīng)不可逆，氧化途徑多種多

9、樣，過程易燃易爆21、對(duì)烴類的裂解過程，對(duì)溫度、壓力和停留時(shí)間的要求？P72-73一定溫度內(nèi)，提高裂解溫度，有利于提高一次反應(yīng)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(shí)間可抑制二次反應(yīng)，提高烯烴收率，減少結(jié)焦。低壓可促進(jìn)乙烯一次反應(yīng)，抑制發(fā)生聚合的二次反應(yīng)減輕結(jié)焦程度。22、合成氨反應(yīng)的熱力學(xué)特點(diǎn)及影響因素？可逆反應(yīng) 正反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減小 正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 熵減小的反應(yīng) 因素：溫度和壓力；氮?dú)浔龋欢栊詺怏w23、乙烯氧氯化單組分催化劑體系組成及作用P30524、幾種基本反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性？P411-4141、重排反應(yīng) 2、加成反應(yīng) 3、取代反應(yīng) 4、消除反應(yīng) 5、氧化反應(yīng)25、氨合

10、成的熔鐵催化劑組成、使用前后的注意事項(xiàng)？P197-19826、什么是爆炸極限？爆炸極限的影響因素？P260-26127、常采用哪些方法對(duì)合成氣精制？銅氨液吸收法，甲烷化法，液氯洗滌法三種28、請(qǐng)寫出乙烯氧氯化的反應(yīng)機(jī)理。第一步是吸附的乙烯與氯化銅起反應(yīng)，生成l,2-二氯乙烷，使二價(jià)銅還原為一價(jià)銅的形式。 第二步是一價(jià)銅被氧化為二價(jià)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(shí)，使絡(luò)合物發(fā)生分解反應(yīng)，形成有催化作用的二價(jià)銅和水29、合成氨反應(yīng)歷程包括幾個(gè)步驟？P200合成氨反應(yīng)歷程包括下列七個(gè)步驟： 原料混合氣中的H2和N2從氣相主流體中擴(kuò)散到鐵催化劑的外表面，屬外擴(kuò)散過程；

11、H2和N2從催化劑外表面向內(nèi)孔擴(kuò)散，到達(dá)催化劑微孔，屬內(nèi)擴(kuò)散過程； 擴(kuò)散到內(nèi)孔的H2和N2氣被吸附在催化劑表面上，并被活化，屬吸附過程； 吸附態(tài)的H2和N2在催化劑表面上進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過一系列的中間化合，最后形成吸附態(tài)的產(chǎn)物，屬表面反應(yīng)過程； 吸附態(tài)的產(chǎn)物NH3從催化劑表面脫附下來，屬脫附過程； 脫附的產(chǎn)物從催化劑內(nèi)孔向催化劑外表面擴(kuò)散，屬內(nèi)擴(kuò)散過程； 產(chǎn)物從催化劑的外表面向主流體中擴(kuò)散，屬外擴(kuò)散過程。30、烴類裂解為何采用水蒸汽作稀釋劑？裂解反應(yīng)后通過急冷即可實(shí)現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會(huì)增加裂解氣的分離負(fù)荷和困難。使用其他惰性氣體為稀釋劑時(shí)反應(yīng)后均與裂解氣混為一體，增加了分離困難。 水蒸氣熱

12、容量大，使系統(tǒng)有較大熱慣性，當(dāng)操作供熱不平穩(wěn)時(shí)，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護(hù)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應(yīng)。水蒸氣對(duì)鐵和鎳有氧化作用，抑制它們對(duì)生碳反應(yīng)的催化作用。而且水蒸氣對(duì)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(duì)裂解氣分離裝置而言，CO2會(huì)在低溫下結(jié)成千冰，造成深冷分離系統(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(duì)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(shí)，可使下游加工裝置的聚合過程

13、或催化反應(yīng)過程的催化劑中毒，也可能嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在裂解氣精餾分離之前，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、在裂解氣的深冷分離流程中，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，需要苛刻的反應(yīng)條件，工業(yè)上采用的反應(yīng)壓力高達(dá)30MPa。經(jīng)配體改性后，反應(yīng)壓力可以降低，但催化劑活性下降很多，反應(yīng)生成醛的選擇性亦發(fā)生變化，故限制了其

14、應(yīng)用范圍。未改性的羰基銠同樣需要高的反應(yīng)壓力，并且產(chǎn)物的區(qū)域選擇性很差，未能在工業(yè)上采用。經(jīng)配體改性的羰基銠催化劑，反應(yīng)條件緩和，在催化劑濃度很低的情況下，即有滿意的反應(yīng)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、選擇性氧化反應(yīng)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，增加體系安全性；具有較高的比熱容，能有效地移出部分反應(yīng)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(jì)、制造和應(yīng)用中避免和減少對(duì)人類健康和生態(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

15、段？指在綠色化學(xué)基礎(chǔ)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)的指導(dǎo)思想是采用“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)，即原料中每一個(gè)原子都轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，不產(chǎn)生任何廢物和副產(chǎn)品，實(shí)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(jìn)行裂解反應(yīng)，由于停留時(shí)間的增長(zhǎng)，二次反應(yīng)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應(yīng)。當(dāng)裂解氣溫度降至650以下時(shí)，裂解反應(yīng)基本終止。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(jiǎn)要回答問題1

16、）為何采用二段壓縮？2）13#合成塔是何種形式的合成塔？3）惰性氣體含量對(duì)平衡氨濃度有何影響？4）溫度對(duì)合成氨有何影響？5）簡(jiǎn)述此工藝中能量是如何充分合理利用的。40、下圖為氧氣法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的工藝流程，請(qǐng)回答下列問題： 1）該流程可分為哪幾個(gè)工序? 2）該法安全生產(chǎn)的關(guān)鍵部分是什么? 采取了哪些安全措施? 3）5#, 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應(yīng)器41、原子經(jīng)濟(jì)性和原子利用率的定義是什么？請(qǐng)根據(jù)定義計(jì)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(jì)性。P41142、幾類化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性？P411-414重排反應(yīng)。加成反應(yīng)，取

17、代反應(yīng)，消除反應(yīng)，氧化反應(yīng)，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(jiǎn)述其生產(chǎn)工藝。P383-384燃料乙醇，丙烯酰胺，聚乙酸，1-3丙二醇等。44、如何認(rèn)識(shí)生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化學(xué)品的優(yōu)勢(shì)與不足。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(rèn)識(shí)各項(xiàng)技術(shù)的作用與地位?46、試比較生物催化劑與化學(xué)催化劑的異同。生物催化劑：游離的或固定的細(xì)胞或酶的總稱，在反應(yīng)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(jī)化工工藝思考題第一、第二章 緒論、理論基礎(chǔ)1、簡(jiǎn)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

18、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：合成油品。2、你認(rèn)為傳統(tǒng)大宗化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程應(yīng)該如何改進(jìn)以適應(yīng)目前的安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)需求？ 答：合理工藝，高效催化劑，減少高溫、高壓過程、反應(yīng)設(shè)備小型化，強(qiáng)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?duì)綠色化工過程的認(rèn)識(shí)。答：1、綠色原料，2、綠色溶劑，3、安全過程，4、綠色產(chǎn)品，5、能耗降低。4、對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)化學(xué)過程所面臨的安全、環(huán)保問題，你有何改進(jìn)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

19、、反應(yīng)設(shè)備小型化，強(qiáng)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(dòng)化。等等。5、簡(jiǎn)單說明石油加工過程中的常、減壓蒸餾，催化裂化、催化重整、加氫裂化的原理及各個(gè)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(diǎn)不同，采用常、減壓蒸餾的方法將原油分離為不同沸程的產(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

20、子油品的過程，化學(xué)過程。6、簡(jiǎn)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、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應(yīng)特點(diǎn)，提出裂解爐管的改進(jìn)建議及理由。2、 答：反應(yīng)特點(diǎn)：1、自由基反應(yīng)，強(qiáng)吸熱，反應(yīng)溫度高；2、具有二次反應(yīng)，易結(jié)焦、生碳；3、反應(yīng)為氣體裂解反應(yīng)，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(duì)裂解爐管的改進(jìn)措施：1、采用耐高溫合金，提高反應(yīng)溫度；2、采用細(xì)徑爐管，強(qiáng)化傳熱；爐管變徑（前細(xì)后粗），降低氣體分壓，減少結(jié)焦

21、、生碳；3、爐管內(nèi)涂層，減少結(jié)焦、生碳；4、減少管程，縮短停留時(shí)間；5、爐管內(nèi)加翅片，強(qiáng)化傳熱。2、裂解氣急冷的目的是什么？說說急冷器的分類和它們的優(yōu)缺點(diǎn)？答：急冷的目的：1、終止反應(yīng)，2、回收熱量，3、產(chǎn)物初步分離。急冷分為直接急冷，間接急冷。直接急冷，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱效果好，缺點(diǎn)：熱量無法回收，產(chǎn)生油水混合物；間接急冷，優(yōu)點(diǎn)：回收熱量，無污水，缺點(diǎn)：傳熱效果差，易結(jié)焦。3、工業(yè)上由裂解汽油、重整汽油中分離芳烴的方法有那些？它們的原理是什么？答：芳烴分離的方法：溶劑萃取、萃取蒸餾。萃取：利用芳烴極性較大的性質(zhì)，采用大極性溶劑將芳烴從油品中萃?。惠腿≌麴s：萃取與蒸餾偶合，利用萃取劑提高烴類

22、沸點(diǎn)的原理，提高分離度。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)反應(yīng)？答：裂解爐管中，甲烷不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；乙烷主要反應(yīng)為脫氫生成乙烯；丁烷可發(fā)生脫氫、C-C鍵斷裂；環(huán)己烷主要反應(yīng)為脫氫芳構(gòu)和C-C鍵斷；乙苯的主要反應(yīng)為側(cè)鏈脫除；甲苯反應(yīng)主要為稠合；水的主要反應(yīng)為消碳反應(yīng)；氫氣主要為加氫和氫解反應(yīng)。5、簡(jiǎn)述SRT-裂解爐到SRT-裂解爐是如何圍繞減少停留時(shí)間、提高反應(yīng)溫度、減少烴分壓三個(gè)原則進(jìn)行改進(jìn)的。答：SRT-裂解爐到SRT-裂解爐的改進(jìn)包括：1、管程不斷減少，由8程減少為2程，管長(zhǎng)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(shí)間，由0

23、.6秒減少到0.2秒左右；2、短停留時(shí)間爐由均徑爐管發(fā)展為變徑爐管，變徑爐管在爐管的前程采用細(xì)管，挺高了傳熱效率，所以可以使反應(yīng)溫度迅速提高，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，提高了爐管內(nèi)的容積，降低了氣體壓力，有利于提高平衡收率，減少積碳。6、裂解氣分離過程采用分級(jí)壓縮的原因是什么？若采用一次壓縮到工作壓力有什么缺點(diǎn)？ 答：分級(jí)壓縮、分級(jí)冷卻的目的：減少壓縮過程中氣體的溫度上升，降低烯烴的副反應(yīng)。若一次壓縮到工作壓力，氣體升溫大，容易使烯烴產(chǎn)生聚合等不利反應(yīng)。7、從原料的反應(yīng)特性角度，比較（1）干天然氣、（2）直餾汽油、（3）重整

24、汽油、（4）煤焦油作為熱裂解原料的優(yōu)劣。請(qǐng)從優(yōu)到劣排序，并簡(jiǎn)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、甲烷在裂解管內(nèi)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。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(duì)較高，在裂解管內(nèi)結(jié)焦、生碳嚴(yán)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、苯與乙烯烷基化反應(yīng)中

25、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：烷基化反應(yīng)機(jī)理為F-C反應(yīng)，是一種親電取代的反應(yīng)過程，烷基為供電基，所以容易發(fā)生多烷基反應(yīng)。工業(yè)上采用了：1、低乙烯：苯物料比；2、多烷基產(chǎn)物循環(huán)；3、短接觸時(shí)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(diǎn)有什么？使用時(shí)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(huì)產(chǎn)生無機(jī)污染物；質(zhì)子

26、酸，活性高，但對(duì)設(shè)備腐蝕大；分子篩催化劑，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與產(chǎn)物分離簡(jiǎn)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、比較甲苯催化脫烷基、熱脫烷基兩種工藝的優(yōu)、缺點(diǎn)。 答：甲苯熱脫烷基，優(yōu)點(diǎn)：自由基反應(yīng)，無需催化劑，產(chǎn)率高、選擇性較好、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大、結(jié)焦少，設(shè)備開工時(shí)間長(zhǎng)，缺點(diǎn)：反應(yīng)溫度高，能耗大；催化脫烷基，優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率、選擇性優(yōu)，缺點(diǎn)：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(duì)二甲苯，但受反應(yīng)熱力學(xué)的限制，對(duì)二甲苯的產(chǎn)率低。如何提高對(duì)二甲苯的產(chǎn)率，你有何建議？ 答：二甲苯異構(gòu)化生產(chǎn)對(duì)二甲苯的過程受熱力學(xué)限制產(chǎn)率在23%左右，為提高對(duì)二甲苯

27、的產(chǎn)率，可以采用：1、循環(huán)反應(yīng)，2、采用具有擇型催化能力的分子篩催化劑提高選擇性等辦法。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)備的結(jié)構(gòu)如何？有何不同？為什么會(huì)有這些不同？ 答：煤，氣-固反應(yīng)，空氣（氧氣）和水蒸氣為氣化劑，無催化劑，高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)，汽化爐，固定床、流化床、氣流床；天然氣，氣-氣接觸催化反應(yīng)，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-氣部分氧化反應(yīng)，空氣（氧氣）為氣化劑，無催化劑，氣化爐。 設(shè)備結(jié)構(gòu)不同的原因：原料結(jié)構(gòu)、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)備也不相同。2、合成氣生產(chǎn)中，硫化物的

28、脫除方法有那些？若要回收利用這些硫，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)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。流程圖：3、有機(jī)胺、硫化物、水、氧對(duì)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(jī)胺、硫化物對(duì)煤、重油氣化過程無明顯不良影響，對(duì)天然氣轉(zhuǎn)化過程會(huì)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(rèn)為生物質(zhì)制合成氣過程在反應(yīng)裝置、氣化劑兩方面與（1）煤制

29、氣（2）重油制合成氣（3）天然氣制合成氣三過程哪個(gè)最相似？并簡(jiǎn)單說明原因。 答： 煤制氣，氣-固反應(yīng)，空氣（氧氣）和水蒸氣為氣化劑，無催化劑，高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)，汽化爐，固定床、流化床、氣流床；天然氣制合成氣，氣-氣接觸催化反應(yīng)，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-氣部分氧化反應(yīng)，空氣（氧氣）為氣化劑，無催化劑，氣化爐。生物質(zhì)制氣，氣-固反應(yīng)，空氣（氧氣）和水蒸氣為氣化劑，無催化劑，高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)，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

30、結(jié)構(gòu)、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(gè)過程都是放熱反應(yīng)，可逆平衡反應(yīng)，而且在反應(yīng)溫度下平衡轉(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)量的辦法：1、兩個(gè)反應(yīng)均為氣體體積減小的反應(yīng)，采用加壓的方法可以提高轉(zhuǎn)化率，減少未轉(zhuǎn)化氣體；2、兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，采用低溫反應(yīng)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)物分離，也可

31、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(zhǎng)大，2、催化劑中毒。晶粒長(zhǎng)大必須更換催化劑，催化劑中毒，暫時(shí)中毒可以再生，永久中毒必須更換催化劑。3、理論上，工業(yè)加氫與脫氫可以采用同種催化劑，但實(shí)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(duì)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(duì)水蒸氣不耐受，所以脫氫過程一般采用氧化物催化劑。脫氫反應(yīng)溫度高,金屬氧化物耐熱性能好.4、合成氨過程中，產(chǎn)品氨分離的

32、方法為冷凝分離。你還有什么分離方法的建議？ 答：1、低溫溶劑吸收、2、吸附劑、3、膜分離、4、酸性吸收劑等5、乙苯催化脫氫制苯乙烯過程，比較采用（1）水蒸汽（2）氫氣（3）氮?dú)庾鳛橄♂寶怏w的優(yōu)劣，排序并簡(jiǎn)單說明原因。答：1、乙苯催化脫氫制苯乙烯過程，是一個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，加入稀釋氣體，降低氣體分壓，有利于平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)；2、乙苯制苯乙烯是在高溫下的催化脫氫反應(yīng)，結(jié)焦、生碳嚴(yán)重，采用稀釋氣體有利于減少上述副反應(yīng)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?dú)舛伎勺鳛橐冶矫摎溥^程的稀釋劑。但氫氣是脫氫過程的產(chǎn)物，作為稀釋氣體，會(huì)降低平衡轉(zhuǎn)化率，而且氫氣使用有安全問題；

33、氮?dú)鉃槎栊詺怏w，但無消碳作用；水蒸氣的熱容大，安全，且對(duì)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?dú)猓?）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)反應(yīng)為自由基反應(yīng)過程，反應(yīng)中間體活性高，反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，可能的反應(yīng)途徑多， 副產(chǎn)物種類多。氧化過程為串聯(lián)過程，容易形成不同氧化成都的產(chǎn)物。2、催化氧化過程的機(jī)理、歷程研究不明確，所以有針對(duì)的解決問題的方法較少。3、氧化過程強(qiáng)放熱、過程安全問題突出，所以也導(dǎo)致對(duì)工藝條件的諸多限制，不利于反應(yīng)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

34、使用的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答：工業(yè)氧化過程的致穩(wěn)氣有：氮?dú)?、二氧化碳、甲烷。氮?dú)獬杀镜停瑹崛菹鄬?duì)?。患淄闊崛荽?，可以縮小爆炸范圍，減少爆炸強(qiáng)度；二氧化碳，反應(yīng)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，說明催化劑的結(jié)構(gòu)、性能改進(jìn)是如何推動(dòng)該工業(yè)過程的發(fā)展？ 答：氫甲?；^程采用的催化劑發(fā)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(duì)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，催化劑成本高、流失大，正/異構(gòu)比例高；磺基膦配體羰基銠，活性高，低溫低

35、壓，產(chǎn)物分離簡(jiǎn)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加入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應(yīng)較多，請(qǐng)從反應(yīng)機(jī)理入手，提出減少副反應(yīng)的建議。答：二氯乙烷熱裂解反應(yīng)中的副反應(yīng)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應(yīng)為自由基反應(yīng)，可以采用1、適宜的反應(yīng)溫度；2、采用光催化或加入引發(fā)劑；3、采用適宜催化劑等方法提高主反應(yīng)選擇性。2、丙烯用氯氣氯化的可能產(chǎn)物有那些？ 若目的產(chǎn)物為-氯丙烯，你有何措施提高目的產(chǎn)物的選擇性

36、？（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應(yīng)，高溫有利于該反應(yīng)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(qiáng)化混合效果有利于減少多氯產(chǎn)物的生成，并使反應(yīng)過程穩(wěn)定、安全；4、減少接觸時(shí)間有利于降低多氯化串聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生。 提高-氯丙烯的選擇性的方法：1、提高反應(yīng)溫度；2、低氯摩爾比；3、強(qiáng)化丙烯與氯氣的混合；4、減少氣體接觸反應(yīng)時(shí)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(jiǎn)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：

37、直接混合，動(dòng)植物油脂與石化柴油直接混合，微乳液法，利用乳化劑將動(dòng)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(jiǎn)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基本化學(xué)過程，并比較這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：生物柴油的生產(chǎn)采用動(dòng)植物油脂與低級(jí)醇發(fā)生酯交換反應(yīng)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(jī)堿、固載無機(jī)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(jí)醇的超臨界條件下，直接進(jìn)行酯交換。超臨界法生物催化法化學(xué)催化法催化劑

38、無酶酸、堿反應(yīng)條件>300，>10MPa 需有機(jī)溶劑：醇 5-10 min30-60,常壓 需有機(jī)溶劑：醇 1-20 h40-80,常壓 需有機(jī)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)物分離方法靜置分層過濾中和、離心、水洗反應(yīng)器結(jié)構(gòu)1、可逆放熱反應(yīng)過程中采用的反應(yīng)器設(shè)計(jì)中，工業(yè)上有什么方法控制反應(yīng)溫度與最優(yōu)操作溫度接近？ 答：可逆放熱過程：隨反應(yīng)進(jìn)行溫度不斷提高，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應(yīng)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

39、、 簡(jiǎn)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(jī)化學(xué)工業(yè)。（2） 有機(jī)化學(xué)工業(yè)（3） 精細(xì)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(jī)化學(xué)礦，石油，煤，天然氣，生物質(zhì)，再生資源，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(huì)腐蝕設(shè)備和管道，使干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：在深冷分離

40、裂解氣時(shí)，二氧化碳會(huì)結(jié)成干冰，堵塞管道及設(shè)備，影響正常生產(chǎn)；對(duì)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(shí)造成積累，使烯烴的分壓下降，從而影響聚合反應(yīng)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：在深冷分離時(shí)，溫度可達(dá)-100，水在此時(shí)會(huì)結(jié)冰，并與甲烷，乙烷等形成結(jié)晶化合物（CH4·6H2O，C2H6·7H2O，C4H10·7H2O），這些結(jié)晶會(huì)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。水采用分子篩干燥法脫除。4. 簡(jiǎn)述芳烴的主要來源。答：芳烴的主要來源有：（1） 從煤

41、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取；（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、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-A

42、l2O3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成本最低？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部分氧化法。其中以天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化法的投資和成本最低。7. 合成氣主要工業(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，與空氣氧化法相比較，氧氣氧化法有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：與空氣氧化法

43、相比，用氧氣氧化乙烯制環(huán)氧乙烷具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1） 空氣氧化法反應(yīng)部分的工藝流程較為復(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(tái)氧化反應(yīng)器。而氧氣氧化法只需要一臺(tái)反應(yīng)器，不需要上述系統(tǒng)，僅多了一套脫碳系統(tǒng)，不包括空氣分離裝置時(shí)，氧氣氧化法的建廠費(fèi)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(huì)受空氣污染，且氧化反應(yīng)溫度低，因此催化劑的壽命長(zhǎng)。（3） 氧氣氧化法可采用濃度較高的乙烯，反應(yīng)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)

44、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，加入水蒸氣具有哪些作用？答：水蒸汽的作用包括：（1） 加入水蒸汽可以提高反應(yīng)的選擇性。（2） 加入水蒸汽可以提高反應(yīng)速率。（3） 加入水蒸汽可以控制反應(yīng)溫度。（4） 加入水蒸汽可以利用水煤氣反應(yīng)達(dá)到清焦的作用。（5） 加入水蒸汽可以降低爆炸極限，達(dá)到防止爆炸的目的。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，未還原時(shí)為FeO +Fe2O3，其中Fe

45、O占2438%，F(xiàn)e2+/Fe3+=0.5，一般在0.470.57之間，可視為Fe3O4，具有尖晶石結(jié)構(gòu)。（2） Al2O3的作用：Al2O3與Fe3O4作用可形成FeAl2O4，具有尖晶石結(jié)構(gòu)，當(dāng)催化劑還原后，F(xiàn)e3O4被還原為Fe，而未被還原的Al2O3仍保持著尖晶石結(jié)構(gòu)，起到骨架作用，從而防止鐵細(xì)晶的長(zhǎng)大，使催化劑的比表面積增加，活性增加。因此，Al2O3為結(jié)構(gòu)型助催化劑，氧化鎂的作用與Al2O3的作用相似，也是結(jié)構(gòu)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

46、作用與K2O相似，也是電子型助催化劑，同時(shí)，氧化鈣能降低固熔體的熔點(diǎn)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)化反應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，加壓對(duì)化學(xué)平衡不利，為什么還要加壓操作？答：從烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡考慮，反應(yīng)宜在低壓下進(jìn)行，但從20世紀(jì)50年代開始，逐漸將壓力提高到3.54.0MPa下操作，現(xiàn)在的最高壓力可達(dá)5MPa。其原因如下：（1） 可以節(jié)省壓縮功耗。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化為體積增大的反應(yīng)，而氣體的壓縮功與被壓

47、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(shí)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(duì)數(shù)成正比，這就是說，合成壓縮機(jī)的吸入壓力越高，壓縮功耗越低。盡管轉(zhuǎn)化反應(yīng)壓力提高后，原料氣壓縮和二段轉(zhuǎn)化所用的空氣壓縮機(jī)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用價(jià)值。由于轉(zhuǎn)化是在過量水蒸氣條件下進(jìn)行的，經(jīng)一氧化碳變換冷卻后，可以回收原料氣中大量余熱。其中水蒸氣的冷凝熱占有相當(dāng)大的比重，這部分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(diǎn)）越高，在同一汽氣比條件下，低變爐出

48、口氣體的露點(diǎn)隨壓力的升高而增加，蒸汽冷凝液利用價(jià)值也就越高，溫度相同，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(jī)前的全部設(shè)備的操作壓力都隨著提高，對(duì)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)化和變換的反應(yīng)速率，可以減少催化劑用量。13. 在烴類熱裂解的過程中，加入水蒸氣作為稀釋劑具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：在烴類熱裂解的過程中，加入水蒸汽作為稀釋劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1） 水蒸汽的熱容較大，能對(duì)爐管溫度起穩(wěn)定作用，因而保護(hù)了爐管。（2） 水蒸汽價(jià)廉易得，且容易與裂解產(chǎn)物分離。（3

49、） 水蒸汽可以抑制原料中的硫化物對(duì)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)生水煤氣反應(yīng)而清焦。（5） 水蒸汽對(duì)金屬表面起一定的氧化作用，使金屬表面的鐵鎳形成氧化膜，從而減輕了鐵、鎳對(duì)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(jí)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(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)：（1） 節(jié)約壓縮功耗，壓縮機(jī)壓縮氣體的過程接近絕熱壓縮，功耗大于等溫壓縮，如果把壓縮分為若干段進(jìn)行，段間冷卻移熱，則可節(jié)省部分壓縮功，段數(shù)越多，越接近等溫壓縮。（2） 裂解氣中的二烯烴易發(fā)生聚合反應(yīng)，生成的聚合物沉積在壓縮機(jī)內(nèi)，嚴(yán)重危及操作的正常進(jìn)行。而二烯烴的聚合速度與

50、溫度有關(guān)，溫度越高，聚合速度越快，為了避免聚合現(xiàn)象的發(fā)生，必須控制每段壓縮后氣體溫度不高于100 。（3） 減少分離凈化負(fù)荷，裂解氣經(jīng)過壓縮后段間冷凝，可除去大部分的水，減少干燥器的體積和干燥劑的用量，延長(zhǎng)干燥器的再生周期；同時(shí)還可以從裂解氣中分凝出部分C3及C3以上的重組分，減少進(jìn)入深冷系統(tǒng)的負(fù)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，避免二烯烴在壓縮機(jī)內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)，壓縮機(jī)的壓縮比為2左右，并依據(jù)氣體的最初進(jìn)口壓力和最終出口壓力來確定壓縮機(jī)的段數(shù)。15. 說明在裂解氣的分離過程中，設(shè)置冷箱的作用及其特點(diǎn)。答：在烴類熱裂解的裂解氣分離的過程中，設(shè)置冷箱的作用提高乙烯的回收率。冷

51、箱的特點(diǎn)：（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(jí)冷凝，分股進(jìn)料，從而減輕脫甲烷塔的負(fù)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(dòng)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？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)過水煤氣反應(yīng)或半水煤氣反應(yīng)可制得氫氣。（4） 氣態(tài)烴或輕油（石腦油）經(jīng)水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)可制

52、氫。二、 寫出下列過程的主要化學(xué)反應(yīng)，催化劑，反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度。1. 二氧化硫接觸氧化制三氧化硫。（1）化學(xué)反應(yīng)：SO2 + 1/2O2 SO3 （2）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）反應(yīng)壓力：常壓。（4）反應(yīng)溫度：4006002. 雙加壓法氨接觸氧化制一氧化氮。（1）化學(xué)反應(yīng)：4NH3 + 5O2 4 NO + 6H2O（2）催化劑：Pt網(wǎng)。（3）反應(yīng)壓力：0.250.5MPa。（4）反應(yīng)溫度：8508603. 氧氣氧化法乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷。（1）化學(xué)反應(yīng)：C2H4 + 1/2O2 C2H4O （2）催化

53、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）反應(yīng)壓力：1.03.0 MPa。（4）反應(yīng)溫度：2042704. 丙烯氨氧化制丙烯腈。（1）化學(xué)反應(yīng)：CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CHCN + 3H2O （2）催化劑：鉬酸鉍系：P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/Si2O；銻系：Sb-Fe-O。（3）反應(yīng)壓力：常壓。（4）反應(yīng)溫度：最佳溫度：440。5. 氫氮?dú)夂铣砂保?）化學(xué)反應(yīng)：N2 + 3H2 2NH3 （2）催化劑：Fe-Al2O3-MgO-K2O-CaO-SiO2（3）反應(yīng)壓力

54、：15MPa。（4）反應(yīng)溫度：390520。6. 一氧化碳、氫氣合成甲醇（1）化學(xué)反應(yīng)：CO + 2H2 2CH3OH （2）催化劑：CuO-ZnO-Al2O3 。（3）反應(yīng)壓力：510MPa。（4）反應(yīng)溫度：230270。7. 乙苯脫氫制苯乙烯（1）化學(xué)反應(yīng)： C2H5 CH=CH2 + H2 （2）催化劑：Fe2O3-Cr2O3-K2O（3）反應(yīng)壓力：常壓。（4）反應(yīng)溫度：6006308. 正丁烯氧化脫氫制丁二烯（1）化學(xué)反應(yīng)：n-C4H8 + 1/2O2 CH2=CHCH=CH2 + H2O（2）催化劑：鐵酸鹽尖晶石催化劑。（3）反應(yīng)壓力：常壓（4）反應(yīng)溫度：327547 9. 乙烯液相

55、氯化制1，2二氯乙烷（1）化學(xué)反應(yīng)：CH2=CH2 + Cl2 ClCH2CH2Cl （2）催化劑：FeCl3（3）反應(yīng)壓力：常壓。（4）反應(yīng)溫度：50。10. 電石乙炔法制氯乙烯。（1）化學(xué)反應(yīng)：C2H2 + HCl CH2=CHCl（2）催化劑：HgCl2/活性碳。（3）反應(yīng)壓力：常壓。（4）反應(yīng)溫度：160180。 三、 根據(jù)所給流程回答下列問題：1. 乙烯配位催化氧化制乙醛：回答問題：（1） 為什么催化劑溶液可以在反應(yīng)器與除沫分離器之間自動(dòng)循環(huán)？（2） 寫出三個(gè)基本化學(xué)反應(yīng)。（3） 反應(yīng)熱是如何移出的？（4） 反應(yīng)器的進(jìn)料組成是多少？（5） 寫出反應(yīng)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)反應(yīng)。（7） 反應(yīng)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(shí)為什么將部分氣體排放而不全部作為循環(huán)