基本有機(jī)化工工藝學(xué)總復(fù)習(xí)題

化工工藝學(xué)概論基本有機(jī)化工工藝部分總復(fù)習(xí)題一、填空題：1、基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)是化學(xué)工業(yè)中的重要部門之一，它的任務(wù)是：利用自然界存在的（煤、石油天然氣）和生物質(zhì)等資源，通過各種化學(xué)加工的方法，制成一系列重要的基本有機(jī)化工產(chǎn)品。2、（乙烯）的產(chǎn)量往往標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。3、天然氣主要由（甲烷）、乙烷、丙烷和丁烷組成。4、天然氣中的甲烷的化工利用主要有三個(gè)途徑之一：在鎳催化劑作用下經(jīng)高溫水蒸氣轉(zhuǎn)化或經(jīng)部分氧化法制（合成氣），然后進(jìn)一步合成甲醇、高級(jí)醇、氨、尿素以及一碳化學(xué)產(chǎn)品。5、石油主要由（ 碳、氫）兩元素組成的各種烴類組成。6、石油中所含烴類有烷烴、（環(huán)烷烴）和芳香烴。7、根據(jù)石油所含烴類主要成分的不同可以把石油分為烷基石油（石蠟基石油）、環(huán)烷基石油（瀝青基石油）和（中間基石油）三大類。8、根據(jù)不同的需求對(duì)油品沸程的劃分也略有不同，一般分為：（輕汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油）和重油。9、原油在蒸餾前，一般先經(jīng)過 （脫鹽）、（脫水）處理。10、原油經(jīng)過初餾塔，從初餾塔塔頂蒸出的輕汽油，也稱（石腦油）。11、石腦油是（催化重整）的原料，也是生產(chǎn)（乙烯）的原料。12、催化裂化目的是將不能用作輕質(zhì)燃料油的（常減壓餾分油）加工成辛烷值較高的汽油等輕質(zhì)原料。13、直鏈烷烴在催化裂化條件下，主要發(fā)生的化學(xué)變化有：（碳鏈的斷裂和脫氫反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)）、環(huán)烷化和芳構(gòu)化反應(yīng)和疊合、脫氫縮合等反應(yīng)。/23子。14、：也叫族組成（各族炫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)） P——烷族炫，N——環(huán)烷族炫，O烯炫族，A一芳香族炫。15、含氫量：是指原料中氫質(zhì)量的百分含量。16、芳烴指數(shù)：簡(jiǎn)稱，用于表征柴油等重質(zhì)餾分油中烴組分的結(jié)構(gòu)特性的關(guān)聯(lián)指數(shù)。17、特性因數(shù)：是用作反映石腦油、輕柴油等油品的化學(xué)組成特性的一種因素。18、轉(zhuǎn)化率：表示參加反應(yīng)的原料數(shù)量占通入反應(yīng)器原料數(shù)量的百分率。19、選擇性：表示實(shí)際所得目的產(chǎn)物量與按反應(yīng)掉原料計(jì)算應(yīng)得產(chǎn)物理論量之比。20、收率：轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物原料摩爾數(shù)與通入反應(yīng)器原料摩爾數(shù)之比。21、停留時(shí)間：是指物料從反應(yīng)開始達(dá)到某一轉(zhuǎn)化率時(shí)在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)歷的反應(yīng)時(shí)間。22、動(dòng)力學(xué)裂解深度函數(shù)：是衡量裂解深度的標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮了原料性質(zhì)、停留時(shí)間和裂解溫度效應(yīng)，是正戊烷的反應(yīng)速度常數(shù)對(duì)反應(yīng)時(shí)間的積分。23、深冷分離法：是利用裂解氣中各種烴的相對(duì)揮發(fā)度不同，在低溫下除了氫和甲烷以外把其余的烴都冷凝下來(lái)，然后在精餾塔內(nèi)進(jìn)行多組分精餾分離，利用不同的精餾塔，把各種烴逐個(gè)分離出來(lái)。24、前加氫：在加氫脫乙炔過程中，設(shè)在脫甲烷塔前進(jìn)行加氫脫炔的流程。25、后加氫：在加氫脫乙炔過程中。設(shè)在脫甲烷塔后進(jìn)行加氫脫炔的流程。26、制冷：利用冷劑壓縮和冷凝得到冷劑液體，再在不同壓力下蒸發(fā)，則獲得不同溫度級(jí)位的冷凍過程。27、頁(yè)巖氣：是賦存于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，其主要成分是甲烷。28、可燃冰：存在于大陸架海底地層以及地球兩極的永久凍結(jié)帶中的甲烷水合物（ ），是甲烷氣體和水分子形成的像冰一樣的籠狀結(jié)晶物。五、簡(jiǎn)答題：1、基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)的任務(wù)是什么？答：它的任務(wù)是：利用自然界中大量存在的煤、石油、天然氣及生物質(zhì)等資源，通過各種化學(xué)加工的方法，制成一系列重要的基本有機(jī)化工產(chǎn)品。2、天然氣中的甲烷化工利用主要有哪三個(gè)途徑？答：（1）在鎳催化劑作用下經(jīng)高溫水蒸氣轉(zhuǎn)化或部分氧化法制成合成氣（＋ H2），然后進(jìn)一步合成甲醇、高級(jí)醇、氨、尿素以及一碳化學(xué)產(chǎn)品； （2）經(jīng)部分氧化制造乙快，發(fā)展乙快化學(xué)工業(yè)；（3）直接用于生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品，例如炭黑、氫富酸、各種氯代甲烷等。3、簡(jiǎn)述催化裂化條件下，主要發(fā)生的化學(xué)變化？答：催化裂化條件下主要發(fā)生反應(yīng)有：（1）碳鏈的斷裂和脫氫反應(yīng)；（2）異構(gòu)化反應(yīng)；（3）環(huán)烷化和芳構(gòu)化反應(yīng)；（4）疊合、脫氫縮合等反應(yīng)。4、催化重整過程所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有哪幾類？答：（1）環(huán)烷炫脫氫異構(gòu)化；（2）環(huán)烷炫異構(gòu)化脫氫形成芳炫；（3）烷炫脫氫異構(gòu)化；（4）正構(gòu)烷炫的異構(gòu)化和加氫裂化等反應(yīng)。5、加氫裂化過程發(fā)生的主要反應(yīng)有哪些？答：主要反應(yīng)過程有：烷烴加氫裂化生成分子量較小的烷烴；正構(gòu)烷烴的異構(gòu)化，多環(huán)環(huán)烷烴的開環(huán)裂化和多環(huán)芳烴的加氫開環(huán)裂化。6、基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)中有關(guān)煤的化學(xué)加工方法有哪些？答：煤的干餾、煤的氣化、煤的液化、煤與石灰熔融生產(chǎn)電石等。7、什么叫烴類熱裂解法？答：是將石油系烴類原料經(jīng)高溫作用，使烴類分子發(fā)生碳鏈斷裂或脫氫反應(yīng)，生成分子量較小的烯烴、烷烴和其它分子量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類。8、烷烴熱裂解的一次反應(yīng)主要有哪些？答：烷烴熱裂解的一次反應(yīng)主要有脫氫反應(yīng)、斷鏈反應(yīng)9、簡(jiǎn)述在烷烴熱裂解中，烷烴脫氫和斷鏈難易的規(guī)律。答：（1）同碳原子數(shù)的烷炫，C—H鍵能大于C-C鍵能，故斷鏈比脫氫容易；（2）烷煌的相對(duì)熱穩(wěn)定性隨碳鏈的增長(zhǎng)而降低，碳鏈愈長(zhǎng)的炫分子愈容易斷鏈； （3）烷烴的脫氫能力與烷烴的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。叔氫最容易脫去，仲氫次之，伯氫又次之；（4）帶支鏈的 C-C鍵或C—H鍵的鍵能較直鏈的C-C鍵或C—H的鍵能小，易斷裂。所以，有支鏈的烴容易裂解或脫氫。10、簡(jiǎn)述環(huán)烷烴裂解反應(yīng)的規(guī)律。答：（1）側(cè)鏈烷基比炫環(huán)易與裂解，長(zhǎng)側(cè)鏈先在側(cè)鏈中央的 C-C鍵斷裂，有側(cè)鏈的環(huán)烷炫比無(wú)側(cè)鏈的環(huán)烷炫裂解時(shí)得到較多的烯炫；（2）環(huán)烷脫氫生成芳煌比開環(huán)生成烯炫容易；（3）五碳環(huán)比六碳環(huán)較難裂解。11、芳香烴熱裂解有哪些反應(yīng)類型？答：有脫氫縮合反應(yīng)、斷側(cè)鏈反應(yīng)、脫氫反應(yīng)12、簡(jiǎn)述各族烴類的熱裂解反應(yīng)規(guī)律。答：（1）烷炫-正構(gòu)烷炫最利于生成乙烯、丙烯，分子量愈小則烯炫的總收率愈高。異構(gòu)烷烴的烯烴總收率低于同碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴。隨著分子量的增加，這種差別就減小；（2）環(huán)烷炫-在通常裂解條件下，環(huán)烷炫生成芳炫的反應(yīng)優(yōu)于生成單烯炫的反應(yīng)，含環(huán)烷炫較多的原料，其丁二烯、芳煌的收率高，乙烯的收率低；（3）芳烴－無(wú)側(cè)鏈的芳烴基本上不以裂解為烯烴；有側(cè)鏈的芳烴，主要是側(cè)鏈逐步斷裂及脫氫。芳環(huán)傾向于脫氫縮合生成稠環(huán)芳炫，直至結(jié)焦； （4）烯炫-大分子的烯烴能裂解為乙烯和丙烯等低級(jí)烯烴，烯烴脫氫生成二烯烴，能進(jìn)一步生成芳烴和焦。13、烴類熱裂解中二次反應(yīng)有哪些？答：二次反應(yīng)主要有：烯烴的裂解；烯烴的聚合、環(huán)化和縮合；烯烴的加氫和脫氫；烴分解生碳。14、結(jié)焦和生碳有何區(qū)別答：結(jié)焦是在較低溫度下通過芳烴縮合而成。生碳是在較高溫度下通過生成乙炔的中間階段，脫氫為稠合的碳原子。15、試寫出自由基反應(yīng)機(jī)理的幾個(gè)階段。答：自由基連鎖反應(yīng)分為三個(gè)階段：鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止。16、試說明什么是答：是一個(gè)比較簡(jiǎn)便又能夠表征其裂解反應(yīng)特征的參數(shù)，以預(yù)估該原料烴的產(chǎn)物分布。值即各族煌的質(zhì)量百分含量。P——烷族炫；N-一環(huán)烷族炫；O—烯炫族；A——芳香族烴。17、試說明什么是芳烴指數(shù)答：芳烴指數(shù)即美國(guó)礦物局關(guān)聯(lián)指數(shù)，簡(jiǎn)稱。用于表征柴油等重質(zhì)餾分油中烴組分的結(jié)構(gòu)特性。正構(gòu)烷烴的值最小，芳烴則相反。烴原料的值越大，乙烯收率低，且容易結(jié)焦。18、試問在烴類熱裂解采用什么樣的溫度、停留時(shí)間和烴分壓能得到較好的產(chǎn)物分布答：烴類熱裂解采用高溫、短停留時(shí)間和較低烴分壓能得到較好的產(chǎn)物分布。19、簡(jiǎn)述工業(yè)上采用水蒸氣作為稀釋劑的優(yōu)點(diǎn)。答：（1）水蒸氣熱容較大能對(duì)爐管溫度起穩(wěn)定作用，在一定程度上保護(hù)了爐管；（2）易于從裂解產(chǎn)物中分離，對(duì)裂解氣的質(zhì)量無(wú)影響； （3）可以抑制原料中硫?qū)辖痄摿压艿母g作用； （4）水蒸氣在高溫下能與裂管中沉積的焦碳反應(yīng)，起了對(duì)爐管的清焦作用； （5）水蒸氣對(duì)金屬表面起一定的氧化作用，形成氧化膜，起一定的保護(hù)作用。20、試說明什么是動(dòng)力學(xué)裂解深度函數(shù)答：動(dòng)力學(xué)裂解深度函數(shù)作為衡量裂解深度的標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮了原料性質(zhì)、停留時(shí)間和裂解溫度效應(yīng)。它的定義是正戊烷的反應(yīng)速度常數(shù)對(duì)反應(yīng)時(shí)間的積分。21、簡(jiǎn)述裂解氣深冷分離法的原理?答：其原理是利用裂解氣中各種炫的相對(duì)揮發(fā)度不同，在低溫下除了氫和甲烷以外把其余的炫都冷凝下來(lái)，然后在精儲(chǔ)塔內(nèi)進(jìn)行多組分精微分離，利用不同的精儲(chǔ)塔，把各種炫逐個(gè)分離出來(lái)。其實(shí)質(zhì)是冷凝精微過程。22、試回答裂解氣的深冷分離流程分為哪幾大的部分？答：裂解氣的深冷分離流程分為：氣體凈化系統(tǒng)；壓縮和冷凍系統(tǒng)；精儲(chǔ)分離系統(tǒng)。23、簡(jiǎn)述前加氫與后加氫的各自的優(yōu)缺點(diǎn)？答：前加氫氫氣自給，流程有利，但是氫氣分壓高，會(huì)降低加氫選擇性，增大乙烯損失。后加氫氫氣從外部安需加入，儲(chǔ)分的組分簡(jiǎn)單，雜質(zhì)少，選擇性高，催化劑使用壽命長(zhǎng)。但能量利用和流程較繁。24、試回答深冷分離裂解氣流程中，乙烯的損失有哪幾處？答：（1）冷箱尾氣中帶出損失；（2）乙烯塔釜液乙烷中帶出損失；（3）脫乙烷塔釜液碳三儲(chǔ)分中帶出損失；（4）壓縮段間凝液帶出損失。25、試回答裂解分離系統(tǒng)的能量回收的三個(gè)主要途徑？答：（1）急冷換熱器回收高能位的能量；（2）初儲(chǔ)塔及其附屬系統(tǒng)回收的是低能位能量；（3）煙道氣熱量預(yù)熱原料、鍋爐水等。26、六、計(jì)算題：1、裂解溫度為827度，進(jìn)裂解爐的原料氣組成為%（V）,乙烷99.3,甲烷0.2,乙烯0.5,裂解產(chǎn)物組成為%（V）,H235.2,C2H433.1,C4--0.2,4——3.6,C2H626.7,C5--0.3,C2H2--0.2,C3-