青島科技大學工藝學

填空題1、21世紀化學工業(yè)的發(fā)展使化學工藝學面臨如產(chǎn)品精細化和個性化、原料路線轉(zhuǎn)變和發(fā)展綠色化工技術(shù)等挑戰(zhàn)。2、合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣。3、3A型的分子篩只能吸附水而不能吸附乙烷分子。4、深冷分離中常用的制冷方法有兩種：冷凍循環(huán)制冷和節(jié)流膨脹制冷。5、苯環(huán)上取代基愈多，加氫反應速度愈慢。6、在脫炔及一氧化碳工序中加氫反應器溫差低的原因是氫氣與甲烷之比過小，催化劑中毒。7、影響一氧化碳變換的因素有：壓力、溫度、空速、氣體組成。8、氣體最終凈化的目的是脫除微量CO和CO2。9、間歇式半水煤氣造氣的過程中洗氣塔的作用是洗滌煤氣中的灰塵和一部分可溶性氣體，如硫化氫、二氧化碳等，以減少煤氣對設備的腐蝕和灰塵堵塞設備。同時，達到冷卻、除塵、洗滌的目的。10、影響內(nèi)擴散過程的因素有催化劑顆粒大?。６龋⑿螤?、孔隙率。11、以天然資源煤、石油、天然氣、生物質(zhì)為原料經(jīng)過化學加工得到的“三烯”、“三苯”、“一炔”、萘等八大基礎原料，其中“三烯”是指乙烯、丙烯、丁二烯“三苯”是指苯、甲苯、二甲苯，“一炔”是指乙炔。12、吹風階段的目的是吹入空氣，提高燃料層溫度，吹風氣放空13、合成氣凈化包括原料氣的脫硫，一氧化碳變換，二氧化碳的脫除，原料氣精制14、下吹風階段是將蒸氣和加氮空氣自上而下送入進行氣化反應，使燃料層溫度趨于均衡。15、多數(shù)鎳催化劑是以氧化態(tài)供貨的。它沒有催化活性，使用前必須進行還原16、醛、酮、酸、酯的加氫產(chǎn)物都是醇，但其加氫難易程度不同，一般的難易順序為醛>酮，酯>酸17、裂解氣乙烯和丙烯的加氫精制——主要為脫炔、二烯烴等。18、催化劑中載體的作用是隔離活性組分的微小晶體而不至于被熔結(jié)，從而增加催化劑的穩(wěn)定性。19、合成甲醇反應器有絕熱式和等溫式兩類反應器。20、烴類催化脫氫反應是強吸熱反應。21、烴類脫氫反應是分子數(shù)增加的反應，降低總壓P，則產(chǎn)物的平衡濃度增大。（加氫反應是分子數(shù)減少的反應，故增大反應壓力，能提高加氫產(chǎn)物的平衡產(chǎn)率。）22、以乙苯脫氫為例，除主反應外，還有裂解反應和加氫裂解反應兩種。23、氧化鉻—氧化鋁系催化劑中氧化鉻是活性組分，氧化鋁是載體。24、催化劑顆粒愈細，其生成產(chǎn)物的選擇性愈高，脫氫的反應速度愈快。反應溫度高，既有利于脫氫平衡，又可加快脫氫反應速度。26、乙苯脫氫工藝中主要關鍵技術(shù)：脫氫催化劑，反應器，苯乙烯精制。27、工業(yè)生產(chǎn)上采用的裂解氣分離方法主要有深冷分離和油吸收精餾分離兩種。28、深冷操作的系統(tǒng)由壓縮冷凍系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)和低溫精餾分離系統(tǒng)三部分系統(tǒng)構(gòu)成。29、常用的加氫催化劑有金屬催化劑、骨架催化劑、金屬氧化物、金屬硫化物以及金屬絡合物催化劑。名詞解釋1、平衡溫距：一、二段轉(zhuǎn)化爐實際出口溫度與出口氣體組成相對應的平衡溫度之差?！鱐=T（實際出口溫度）－TP（與出口氣體組成相應的平衡溫度）2、空速：空間速度表示單位容積催化劑每小時所處理的氣量3、烴類熱裂解反應：不用催化劑，將石油系烴類原料加熱到750-900℃發(fā)生熱裂解,使烴類分子發(fā)生碳鏈斷裂或脫氫反應，生成分子量較小的烯烴、烷烴和其他不同分子量的輕質(zhì)烴和重質(zhì)烴類4、一次反應：原料烴類（主要是烷烴、環(huán)烷烴）經(jīng)熱裂解生成乙烯和丙烯等低碳烯烴的反應。5、選擇性加氫：有些加氫反應被加氫的化合物分子中有兩個以上官能團，要求只一個官能團有選擇地進行加氫，而另一個官能團仍舊保留，這種加氫反應稱為選擇性加氫。選擇性加氫的關鍵在于選擇適宜的催化劑。6、二次反應：一次反應的產(chǎn)物乙烯、丙烯等低級烯烴進一步發(fā)生反應生成多種產(chǎn)物，直至生焦和結(jié)炭。7、停留時間：是指物料從開始到達某一轉(zhuǎn)化率時在反應器內(nèi)經(jīng)歷的反應時間。8、固體燃料氣化：是指用氧或含氧氣化劑對固體燃（煤、焦炭）進行熱加工，使其轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，簡稱“造氣”。9、獨立反應：同時進行的若干反應,如果其中任何一個反應均不可能由其他反應線性組合得到，此即為獨立反應。10、前加氫：前加氫在脫甲烷前進行，前加氫因氫氣未分出就進行加氫，加氫用氫氣是由裂解氣中帶入的，不需外加氫氣，因此，前加氫又叫做自給加氫，故流程簡單，能量消耗低。11、催化加氫：指有機化合物中一個或幾個不飽和的官能團在催化劑的作用下與氫氣加成。12、生碳：在較高溫度下（大于1200k）通過生成乙炔的中間階段，脫氫為稠和的碳原子。（有機物在惰性介質(zhì)中經(jīng)過高溫裂解，釋放出氫或其他小分子化合物生成碳，并非獨個碳原子，而是以若干個碳原子稠和形式的碳，稱為生碳。）13、結(jié)焦：若產(chǎn)物中含有少量的氫，碳含量約為95%以上，稱為結(jié)焦。(在較低溫度下（小于1200k）通過芳烴縮合而成。)14、裂解深度：是指裂解反應進行的程度。裂解深度越深，氫和甲烷越多，氣態(tài)產(chǎn)物量越大，液態(tài)產(chǎn)物量相對則低。15、深冷分離：在-100℃左右的低溫下，將裂解氣中除了氫和甲烷以外的其它烴類全部冷凝下來。然后利用裂解氣中各種烴類的相對揮發(fā)度不同，在合適的溫度和壓力下，以精餾的方法將各組分分離開來，達到分離的目的。16、油吸收法：利用裂解氣中各組分在某種吸收劑中的溶解度不同，用吸收劑吸收除甲烷和氫氣以外的其它組分，然后用精餾的方法，把各組分從吸收劑中逐一分離。三、簡答題1、裂解裝置中預分餾過程的作用是什么？保證裂解氣壓縮機的正常運轉(zhuǎn)，并降低裂解氣壓縮機的功耗，減少進入壓縮分離系統(tǒng)的進料負荷大大減少污水排放量合理的熱量回收急冷油用于發(fā)生稀釋蒸汽急冷水用于分離系統(tǒng)的工藝加熱減少裂解氣結(jié)焦的措施？控制停留時間：一般控制在0.04s以下控制裂解氣出口溫度：高于裂解氣的露點為什么要用稀釋劑，水蒸氣作稀釋劑的優(yōu)勢？價廉，易分離。熱容量大，使系統(tǒng)有較大的熱慣性，保護爐管。抑制硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕。高溫下與沉積的焦炭發(fā)生水煤氣反應，脫除結(jié)碳。干法和濕法脫硫的優(yōu)缺點？干法：優(yōu)點：脫硫效率高、操作簡單、設備少、流程短、維修方便缺點：硫容低、再生困難，阻力大濕法：優(yōu)點：吸收速率快、硫容高、溶液易再生、硫磺可回收缺點：凈化度低氣固相催化反應的步驟？反應組分從流體主體向固體催化劑外表面?zhèn)鬟f(外擴散過程)。②反應組分從催化劑外表面向催化劑內(nèi)表面?zhèn)鬟f(內(nèi)擴散過程)。③反應組分在催化劑表面的活性中心吸附(吸附過程)。④在催化劑表面上進行化學反應(表面反應過程)。⑤反應產(chǎn)物在催化劑表面上脫附(脫附過程)。⑥反應產(chǎn)物從催化劑內(nèi)表面向催化劑外表面?zhèn)鬟f(內(nèi)擴散過程)。⑦反應產(chǎn)物從催化劑外表面向流體主體傳遞(外擴散過程)6、試分析烴類蒸氣轉(zhuǎn)化過程中加壓的原因和確定操作溫度的依據(jù)。（1）因為轉(zhuǎn)化反應是體積增大的反應，加壓轉(zhuǎn)化只需要壓縮含CH4的天然氣，蒸氣從鍋爐引出時本身具有壓強，這樣就比壓縮轉(zhuǎn)化后氣體節(jié)省能耗加壓轉(zhuǎn)化在總過程中能節(jié)省壓縮能量①節(jié)約動力消耗②提高過量蒸汽的熱回收價值③減小設備容積，降低投資費用。（主要看這3條）（2）一段轉(zhuǎn)化爐出口溫度是決定轉(zhuǎn)化出口氣相組成的主要因素，需視轉(zhuǎn)化壓力的不同而有所區(qū)別，轉(zhuǎn)化壓力低，出口溫度可稍低，轉(zhuǎn)化壓力高，出口溫度宜稍高。。7、在脫氫反應中工業(yè)上為什么一般采用水蒸氣作稀釋劑？利用水蒸氣用為稀釋劑不但可以降低烴類分壓，還有其他優(yōu)點：與產(chǎn)物容易分離；可供給原料部分熱量；可以與催化劑表面沉積的焦發(fā)生反應而除焦，恢復催化劑的活性。8、對烴類脫氫催化劑有哪些要求？烴類脫氫反應所用催化劑必須能耐高溫，由于金屬氧化物熱穩(wěn)定性比金屬好，所以催化劑均采用金屬氧化物。對烴類脫氫催化劑的要求是：（1）具有良好的活性和選擇性即對主反應有較好的選擇性，能加快其反應速度，而對副反應沒有或很少有催化作用。（2）熱穩(wěn)定性好具有較高的耐熱性。（3）化學穩(wěn)定性好具有良好的耐還原性，不至于被還原成金屬態(tài)。足夠的強度，不至于在長期水蒸氣作用下發(fā)生崩解。（4）抗結(jié)焦性能好,易再生。9、苯乙烯生產(chǎn)中SMART工藝有哪些優(yōu)點？①由于氫的消耗,使化學平衡向生成苯乙烯方向移動,大大提高了乙苯的單程轉(zhuǎn)化率。②氫氣氧化反應放出的大量熱量用于加熱初步脫氫后被冷卻下來的反應物料,使過熱水蒸氣的消耗量大為降低。10、丁烯氧化過程中可能發(fā)生的副反應主要包括哪幾類？1）、完全氧化生成一氧化碳、二氧化碳和水。2）、氧化生成呋喃、丁烯醛、丁酮。3）、深度氧化脫氫生成乙烯基乙炔、甲基乙炔等。11、ADA（2,6（或7）--蒽醌磺酸鈉法）脫硫法的機理是什么？改良ADA法的反應原理，是在改進后的脫硫液中加入了偏釩酸鈉、酒石酸鉀鈉以及少量FeCl3和EDTA等物質(zhì)。改良ADA法脫硫包括吸收脫硫和氧化再生兩個過程：吸收脫硫塔中：氧化再生塔中：吸收脫硫的總反應式：12、為什么進行一氧化碳的變換？若不脫除CO，在合成氨系統(tǒng)，當溫度達300℃時，鐵催化劑存在下，能和H2反應生成甲烷和水，造成惰性氣體增加，對合成反應不利，其水會使合成催化劑中毒。裂解裝置中預分餾的目的和任務是什么？盡可能降低裂解氣的溫度盡可能分餾出裂解氣的重組分（3）在裂解氣的預分餾過程中將裂解氣中的稀釋蒸汽以冷凝水的形式分離回收，用以再發(fā)生稀釋蒸汽（4）繼續(xù)回收裂解氣低能位熱量14、如何判斷結(jié)焦？在進料量不變的情況下，檢查進料壓力的變化，因為進料壓差與設備壓差有關，而結(jié)焦則影響壓差原料進出口的溫差不變，若燃料消耗量增加，則說明傳熱性差，應是結(jié)焦嚴重，熱能利用率低裂解產(chǎn)物中乙烯的含量下降15、造氣后為什么需要脫硫？硫化物對各種催化劑具有強烈的中毒作用，同時還會腐蝕設備和管道。脫硫的目的是延長催化劑使用壽命，減少設備腐蝕。還可副產(chǎn)硫磺16、轉(zhuǎn)化過程中的析碳反應有哪些以及為什么要除碳？析碳反應：CH4(g)=C(s)+2H2(g)2CO(g)=CO2(g)+C(s)CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)原因a、碳黑覆蓋在催化劑表面，堵在微孔，使CH4轉(zhuǎn)化率下降而使出口氣中殘余CH4增多。b、局部反應區(qū)產(chǎn)生過熱而縮短反應管使用壽命。c、使催化劑粉碎而增大了床層阻力。17、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應的特點？a.是可逆反應。在生產(chǎn)中必須創(chuàng)造良好的工藝條件，使反應主要向右進行，以便獲得盡可能多的氫和一氧化碳。b.是體積增大的反應。當其它條件一定時，降低壓力有利于正反應的進行，從而降低轉(zhuǎn)化氣中甲烷的殘余量。c.是吸熱反應。甲烷的蒸氣轉(zhuǎn)化反應是強吸熱反應，其逆反應(即甲烷化反應)為強放熱反應。因此，為了使正反應進行得更快更完全。就必須由外部供給大量熱量。供給的熱量愈多，反應溫度愈高，甲烷轉(zhuǎn)化反應愈完全。d.為氣固相催化反應。甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應，在無催化劑存在的條件下，反應速度很慢，只有在催化劑存在時，才能獲得具有工業(yè)生產(chǎn)意義的反應速度，因此屬于氣固相催化反應。18、烴類熱裂解反應的特點？強吸熱反應高溫裂解（750℃以上）停留時間很短（0.05～1S），避免二次反應發(fā)生分子數(shù)增加，低烴分壓利于向正反應平衡移動裂解產(chǎn)物復雜，除裂解氣和液態(tài)烴尚有固體產(chǎn)物焦生成19、CO2的來源？（1）CS2和COS高溫下與稀釋水蒸氣水解（2）烴與水蒸氣作用（3）焦炭與水蒸氣反應生成CO220、裂解氣中酸性氣體的危害？兩