化学工艺学考试及知识点

2020-04-21 08:29

一、填空(十五)

1、pp(聚丙烯) pvc(聚氯乙烯)

2、原油的常压蒸馏和减压蒸馏称石油的一次加工,常减压蒸馏馏分油的进一步化学加工称石油的二次加工。

3、烃热裂解一次反应:原料烃的裂解反应生成目的产物乙烯、丙烯的反应 促使其充分进行

二次反应:指一次反应产物继续发生的后继反应乙烯、丙烯消失,生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应

千方百计抑制其进行

4、均相催化和非均相催化

5、合成气的组成(H2/CO(摩尔比)由 (1/2)~(3/1)的合成气是有机合成原料之一) 6、废热锅炉(又叫急冷锅炉, 目的:一、终止裂解反应,二、回收废热。) 7、烃裂解中最适宜的工艺条件 8、化工单元过程

* 流体流动过程,包括流体输送、过滤、固体流态化等。 * 传热过程,包括热传导、蒸发、冷凝等。

* 传质过程,即物质的传递,包括气体吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。 * 热力过程,即温度和压力变化的过程,包括液化、冷冻等。 * 机械过程,包括固体输送、粉碎、筛分等。

二、选择(十个)

1、SRT-Ⅲ型p80 改进思路:提高温度

改进措施:炉管材质(4程) 70年代中期 SRT-Ⅲ型炉

材质 炉内管排增加 提高热强度 提高生产能力 2、-120℃的冷凝剂(甲烷,乙烯和丙烯的混合物)

3、合成气的组成和比例范围(H2/CO(摩尔比)由 (1/2)~(3/1)的合成气是有机合成原料之一) 4、烃类热裂解的难易

正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃 5、合成氨的动力学效果 可逆 放热

6、丙烯氨氧化制丙烯氰急冷气的作用(防止丙烯氰与氢氰酸的聚合)

三.判断(五个)

动力学判断反应速率的快慢(2题)

第六章作业从动力学角度判断下列反应速率的快慢。

①i-C4= + H2→i-C4o ( 慢 )与 C2=+ H2 → C2o ( 快 ) ②苯+H2 →环己烷 ( 快 )与甲苯+H2→甲基环己烷(慢 ) ③乙烯+ H2 →乙烷 (快 )与 乙炔 + H2 →乙烯( 慢 )

④丁二烯+H2 →丁烯-1(快)与 丁烯-1+ H2 → n-丁烷( 慢 ) ⑤n-丁醛+H2→n-丁醇( 快 )与丁酮+ H2→i-丁醇( 慢 ) ⑥CH3SSCH3+H2→C2H6+H2S(快)与C2H5SH→C2H6+H2S (慢) 热力学判断反应的难易(3题)

各族烃裂解生成乙烯、丙烯能力的规律: 正构烷烃在各族烃中最利于C2=、C3=的生成 大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯

环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应 无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃

有烷基的芳烃,主要是烷基发生断碳键和脱氢反应,有结焦的倾向

正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃

四、改错(五个)

1、原油常减压蒸馏的目的(获得汽油和柴油等燃料) 催化重整的目的(获得高辛烷值的汽油) 2、催化剂的活性与空速的关系(正比关系)

五、问答题(三个)

1、C8芳烃的组成与分离方法p145 C8芳烃:二甲苯和乙苯

二甲苯异构体:对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯 混合二甲苯:乙苯和三个二甲苯异构体组成

邻二甲苯与间二甲苯的沸点差为5.3℃,工业上可采用精馏法分离。

乙苯与对二甲苯的沸点差为2.2℃,在工业上尚可用300~400块板的精馏塔进行分离,但绝大多数的加工流程都不采用耗能大的精馏法回收乙苯,而是在异构化装置中将其转化。

但间二甲苯与对二甲苯沸点接近,借助普通的精馏法进行分离是非常困难的。在吸附分离法出现之前,工业上主要利用凝固点差异采用深冷结晶分离法,以后又开发了吸附分离和络合分离的工艺,尤其是吸附分离占有越来越重要的地位。

所以C8芳烃分离的技术难点主要在于间二甲苯与对二甲苯的分离。 2、乙苯脱氢条件选择p213

乙苯脱氢反应:可逆吸热反应,在低温时Kp很小平衡转化率也很低 T↗ Kp↗ 平衡产率↗ ; P↘ Kp↗ 平衡产率↗

实验测定:当P从105Pa降至104Pa时,达到相同转化率所需的T可降低100℃左右 ∵在高温下进行负压操作不安全

∴可采用加入惰气方法降低原料气分压为此,工业上常采用H2O↑作惰性气体稀释气活性组分:氧化铁助催化剂:钾、钒、铝、钨、铈等氧化物如Fe2O3:K2O:Cr2O3 =87:10:3组成的催化剂 乙苯转化率可达60%,选择性为87%

T 可逆吸热反应: T↗ 平衡转化率↗ r ↗而T↗ 有利于乙苯裂解和加氢裂解

结果T↗ 乙苯转化率↗ 而苯乙烯选择性↘而T↘ 副反应↘ 苯乙烯选择性↗ 但r ↘ 产率不高 3、气固相催化剂的组成并举例合成工业环氧乙烷反应说明各组成的作用p243

活性成分(银单质 加快反应速度) 助催化剂(碱土金属和稀土金属,提高反应速度和化学反应选择性,使反应温度下降防止银催化剂烧结延长催化剂使用寿命) 载体(提高银的分散度,防止银烧结 ) 4、天然气原料合成合成气的过程和作用p169 p170

变换是CO和H2O反应生成H2和CO2的过程,可增加H2量,降低CO量,当需要CO含量高时,应取消变换过程;当需要CO含量低时,则要设置变换过程。

如果只需要H2而不要CO时,需设置高温变换和低温变换以及脱除微量CO的过程。其工艺将在5.5节中阐述。图中脱硫过程是脱除天然气中的硫化物,防止催化剂中毒。脱碳过程是脱除CO2,使成品气中只含有CO和H2,回收的高纯度CO2可以利用来制造化工产品,脱硫和脱碳过程将在5.6节中介绍。

六、反应机理 p227

溴和金属的作用:溴是氧化促进剂,金属是催化剂


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