中國石油大學(xué)化工工藝學(xué)期末復(fù)習(xí)題

化工工藝學(xué)第3頁共20頁《化工工藝學(xué)》課程綜合復(fù)習(xí)資料一、判斷題1、各種來源的C8芳烴是三種二甲苯異構(gòu)體與乙苯的混合物。習(xí)慣上鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯用英文字頭來表示，其中MX表示間二甲苯。答案：√2、鄰二甲苯氧化制苯酐采用的原料是空氣和鄰二甲苯，生產(chǎn)過程中最重要的避免爆炸，它的爆炸下限為每標(biāo)準(zhǔn)立方米空氣中含44g鄰二甲苯，這樣一來，鄰二甲苯的濃度就成了關(guān)鍵問題，剛工業(yè)化時，進(jìn)料中鄰二甲苯只有40g，被稱為40g工藝。答案：√3、從烴類熱裂解的副產(chǎn)C4餾分中得到丁二烯是目前丁二烯的最經(jīng)濟(jì)和主要的方法。答案：√4、從烴類熱裂解的副產(chǎn)C4餾分中可以得到丁二烯，C4餾分產(chǎn)量約為乙烯產(chǎn)量的30%～50%。答案：√5、鄰二甲苯氧化制苯酐的生產(chǎn)過程中必須注意爆炸極限的問題，爆炸下限為每標(biāo)準(zhǔn)立方米空氣中含40克/米3，故早期的工藝稱為40克工藝。答案：×6、對管式裂解爐而言，大于以下兩種情況出現(xiàn)均應(yīng)停止進(jìn)料，進(jìn)行清焦：①裂解爐輻射盤管管壁溫度超過設(shè)計規(guī)定值；②裂解爐輻射段入口壓力增加值超過設(shè)計值；③燃料用量增加；④出口乙烯收率下降；⑤爐出口溫度下降；⑥爐管局部過熱等。答案：×7、在實際過程做物料衡算時應(yīng)該按一定步驟來進(jìn)行，才能給出清晰的計算過程和正確的結(jié)果、通常遵循六個步驟：第一步，繪出流程的方框圖，以便選定衡算系統(tǒng)。第二步，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式并配平之。第三步，選定衡算基準(zhǔn)。第四步，收集或計算必要的各種數(shù)據(jù)，要注意數(shù)據(jù)的適用范圍和條件。第五步，設(shè)未知數(shù)，列方程式組，聯(lián)立求解。第六步，計算和核對。答案：×8、裂解汽油加氫流程中，一段加氫：液相，低于100℃，催化劑Pd/Al2O3，雙烯變單烯。二段加氫：氣相，高于100℃，催化劑Co-Mo-Al2O3，單烯飽和并脫除S、N、O等有機(jī)化合物。答案：√9、甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化過程的主反應(yīng)生成CO、CO2和H2；而副反應(yīng)主要是析碳反應(yīng)。答案：√10、制造丁二烯有光明前景的是烴類的氧化脫氫工藝，但是其氧化深度的控制是關(guān)鍵問題，會產(chǎn)生“飛溫”和爆炸。目前，隨著清潔燃料需求量的增加，從裂解汽油中得到純度較高的異丁烷和異丁烯來生產(chǎn)烷基化汽油和MTBE，由此可以得到純度較高的正丁烷，再氧化脫氫生成丁二烯，實現(xiàn)了資源的綜合利用。答案：×11、裂解工藝干燥流程中，通常用分子篩來脫水，如4A分子篩可吸附水、甲烷、乙烷分子，而3A分子篩不能吸附乙烷分子。答案：√12、各種來源的C8芳烴都是三種二甲苯異構(gòu)體與乙苯的混合物。最難分離的是對二甲苯和鄰二甲苯。答案：×13、經(jīng)常利用的重排反應(yīng)、加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、消除反應(yīng)和氧化反應(yīng)中，只有重排反應(yīng)具有100%的原子經(jīng)濟(jì)性，此時，可以實現(xiàn)廢物的“零排放”。答案：×14、三個二甲苯中，鄰二甲苯和對二甲苯的沸點非常相近，無法用普通精餾將其分離，通常采用模擬移動床吸附分離工藝，得到產(chǎn)品對二甲苯。答案：×15、裂解氣中的不飽和烴對后續(xù)加工產(chǎn)生很不利的影響，因此，在裂解氣的分離過程中必須將其脫除。工業(yè)上通常用催化加氫方法，有前加氫和后加氫之分，二者區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)是以流程中乙烯精餾塔位置決定的。答案：×16、工業(yè)上由合成氣為原料，采用低壓法制備甲醇產(chǎn)品工藝過程中，根據(jù)全塔從上到下輕組分濃度下降的原則，目的產(chǎn)品甲醇從塔頂出料。答案：×17、最近發(fā)展的催化精餾異丙苯生產(chǎn)工藝為：工藝關(guān)鍵設(shè)備是反應(yīng)精餾塔。塔分為兩部分，上段為裝填沸石分子篩催化劑的反應(yīng)段；下段為提餾段。答案：√18、一氧化碳變換也稱水煤氣變換，是指一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成氫和二氧化碳的過程，用于調(diào)節(jié)氫氣和一氧化碳的比例，滿足不同生產(chǎn)需要。答案：√19、合成氣的應(yīng)用途徑非常廣泛，在有機(jī)化工中，它可以合成甲醇和醋酸、還可以得到一系列烯烴的氫甲酰化產(chǎn)品，如生成比原料烯烴多一個碳原子的醛，還可以合成天然氣、汽油和柴油。答案：√20、由合成氣為原料，采用低壓方式制備產(chǎn)品甲醇工藝過程中，由于對輕組分雜質(zhì)的要求很高，一般產(chǎn)品從側(cè)線出料，這樣可以達(dá)到一塔頂兩塔用的效果。答案：√21、BASF高壓法和Monsanto低壓法甲醇羰化反應(yīng)合成醋酸的化學(xué)原理基本相同，反應(yīng)過程大同小異、只要一個催化劑循環(huán)。答案：×22、化工生產(chǎn)過程必須在最佳反應(yīng)條件下進(jìn)行，通常分析流程用化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品的分離和精制兩部分就可以了。答案：×23、合成甲醇反應(yīng)是多個反應(yīng)同時進(jìn)行的，副反應(yīng)主要生成甲醚、異丁醇和甲烷等。答案：×24、裂解單元使用廢熱鍋爐的目的是回收高溫裂解氣的余熱，從而達(dá)到節(jié)能的效果。答案：×25、在三個二甲苯中，最有用的是間二甲苯。答案：×26、裂解汽油加氫單元，采用兩段加氫，一段溫度高于二段。答案：×27、天然氣根據(jù)含甲烷量的多少，可以分為貧氣和富氣，假如甲烷含量在90%以上，則該天然氣就稱為富氣。答案：×28、BASF法高壓羰基合成制丁醛的原料是丙烯和合成氣。答案：√29、丁二烯分離和精制流程中，成品丁二烯，用普通精餾即可得到。答案：×30、異丙苯法氧化生產(chǎn)苯酚和丙酮的催化劑為硫酸汞。答案：×31、生產(chǎn)合成氣的原料很多，目前以一次加工得到的石油餾分為原料生產(chǎn)成本最低。答案：×二、單項題1、裂解車間的深冷分離裝置，因為溫度比較低，故必須用乙烯、丙烯作為制冷劑。不過在裝置開工初期尚無乙烯產(chǎn)品時，可用混合（）暫時代替乙烯作為制冷劑。A．C2餾分B．C3餾分C．C4餾分D．裂解汽油答案：A2、合成氣中H2與（）的比量隨原料和生產(chǎn)方法的不同而不同。A．CO2B．COC．N2D．CO+CO2答案：B3、工藝流程可運(yùn)用推論分析、功能分析、形態(tài)分析等方法論來進(jìn)行流程的設(shè)計。推論分析法是從“目標(biāo)”出發(fā)，尋找實現(xiàn)此“目標(biāo)”的“前提”，將具有不同功能的單元進(jìn)行邏輯組合，形成一個具有整體功能的系統(tǒng)。形象地可以用“洋蔥”模型表示。最里層是反應(yīng)器，最外層是（）。A．分離系統(tǒng)B．換熱網(wǎng)絡(luò)C．公用工程D．產(chǎn)品精制系統(tǒng)答案：C4、芳烴的來源主要有三：①來自煤焦化的副產(chǎn)煤焦油和粗苯；②來自催化重整的重整汽油；③來自乙烯生產(chǎn)中的（）。A．C2餾分B．C3餾分C．C4餾分D．裂解汽油答案：D5、根據(jù)裂解原料的氫含量既可判斷該原料可能達(dá)到的裂解深度，也可評價該原料裂解所得C4和C4以下輕烴的收率。當(dāng)裂解原料氫含量低于（）時，可能達(dá)到的乙烯收率將低于20%。這樣的餾分油作為裂解原料是不經(jīng)濟(jì)的。A．13%B．8%C．17%D．15%答案：A6、在化學(xué)工業(yè)中，苯的需要量很大，而甲苯卻因用途較少而過剩；聚酯纖維的發(fā)展需要大量的對二甲苯，現(xiàn)實中，不僅二甲苯含量有限，而且二甲苯中對二甲苯含量最高也僅能達(dá)到（）左右。A．20%B．23%C．30%D．17%答案：B7、深冷分離中，產(chǎn)品乙烯主要在以下四處損失：①冷箱尾氣損失，占乙烯總量的（）；②乙烯塔釜液乙烷中帶出損失，占乙烯總量的0.400％；③脫乙烷塔釜液C3餾分中帶出損失，占乙烯總量的0.284％；④壓縮段間凝液帶出損失，約為乙烯總量的0.066％。A．25.00%B．2.500%C．0.225%D．2.250%答案：D8、合成氣是由H2與（）的混合氣，其比值隨原料和生產(chǎn)方法的不同而不同。A．CO2B．COC．N2D．CO+CO2答案：B9、工業(yè)上乙烯氧化生成乙醛使用的催化劑應(yīng)該具有良好的選擇性，由于避免爆炸，循環(huán)氣體中乙烯的含量應(yīng)該控制在65%左右，氧含量控制在（）左右。A．10%B．20%C．8%D．13%答案：C10、為達(dá)到較滿意的裂解產(chǎn)品收率，需要達(dá)到較高的裂解深度，而過高的裂解深度又會因結(jié)焦嚴(yán)重而使清焦周期急劇縮短。工程中常以C5和C5以上液相產(chǎn)品氫含量不低于（）為裂解深度的限度。A．13％B．8%C．17%D．15%答案：B11、化學(xué)工業(yè)發(fā)展朝著面向市場競爭激烈的形勢，積極開發(fā)高新技術(shù)，縮短新技術(shù)、新工藝工業(yè)化的周期，加快產(chǎn)品更新和升級的速度；最充分、最徹底地利用原料，除了發(fā)展大型的綜合性生產(chǎn)企業(yè)，使原料、產(chǎn)品和副產(chǎn)品得到綜合利用外，提倡設(shè)計和開發(fā)（）反應(yīng)；大力發(fā)展綠色化工。包括采用無毒、無害的原料、溶劑和催化劑；應(yīng)用反應(yīng)選擇性高的工藝和催化劑，實現(xiàn)零排放；化工過程要高效、節(jié)能和智能化和實施廢棄物再生利用工程這些方面發(fā)展。A．原子經(jīng)濟(jì)性B．低能耗C．高選擇性D．無催化劑答案：A12、裂解氣重組分中的二烯烴易發(fā)生聚合，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。而聚合速度與溫度有關(guān)，溫度愈高，聚合速度愈快。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（）℃。A．70B．80C．100D．120答案：C13、乙烯氧化所制得的粗乙醛水溶液中，乙醛的含量不多，大約在（）左右。A．3%B．5%C．10%D．15%答案：C14、裂解氣深冷分離過程中，脫甲烷塔和乙烯塔是保證乙烯回收率和乙烯產(chǎn)品質(zhì)量（純度）的關(guān)鍵設(shè)備，消耗冷量約占總數(shù)的（），因此又是主要冷量消耗的設(shè)備。A．68%B．52%C．36%D．88%答案：D15、化學(xué)工業(yè)中，苯的需求量很大，而甲苯卻因用途較少而過剩；聚酯纖維的發(fā)展需要大量的對二甲苯，但二甲苯含量有限，并且二甲苯中對二甲苯含量最高也僅能達(dá)到（）左右；再有發(fā)展聚苯乙烯塑料需要乙苯原料，而上述來源中乙苯含量也甚少等。A．13%B．23%C．33%D．17%答案：B16、平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯工藝過程中，（）既是原料，又是中間產(chǎn)品。A．Cl2B．C2H4C．O2D．HCl答案：D17、環(huán)氧乙烷是重要的環(huán)氧化合物，有毒，還與空氣能形成爆炸極限，但是它的用途較大，是以乙烯為原料產(chǎn)品中的第三大品種，第一為聚乙烯，第二為苯乙烯。它的主要用途是生產(chǎn)乙二醇，占全球環(huán)氧乙烷總消費量的（）。A．40%B．50%C．60%D．70%答案：C18、化學(xué)工業(yè)主要經(jīng)歷了（）三個階段。A．農(nóng)副產(chǎn)品、天然氣、石油B．煤、石油、天然氣C．農(nóng)副產(chǎn)品、煤、石油和天然氣D．煤、石油和天然氣、精細(xì)化工答案：C19、乙烯精餾塔是出產(chǎn)品乙烯的塔，因為產(chǎn)品純度要求比較高，通常在側(cè)線第（）塊板上出料，一塔起到兩塔的作用。A．5B．9C．12D．13答案：B20、工業(yè)上由天然氣制合成氣的技術(shù)主要有蒸汽轉(zhuǎn)化法和（）氧化法。A．部分B．完全C．連續(xù)D．間隙答案：A21、加氫催化劑種類很多，其活性組分主要是第Ⅵ族和第Ⅷ族的過渡元素，催化劑的類型有金屬催化劑，骨架催化劑，金屬（）催化劑，金屬硫化物催化劑和金屬配位催化劑五種。A．氮化物B．絡(luò)合物C．氧化物D．混合物答案：C22、平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯工藝流程中包含（）個單元。A．三B．四C．五D．六答案：C三、填空題1、基本有機(jī)的九大原料為（）烯、（）烯、（）烯；（）、（）苯、（）苯；（）、萘和（）的過程。答案：乙、丙、丁二；苯、甲、二甲；乙炔、合成氣2、工業(yè)上以裂解汽油生產(chǎn)三苯的芳烴車間一般由裂解汽油（）、環(huán)丁砜（）、甲苯（）、模擬移動床（）、碳八芳烴（）和芳烴（）六個單元構(gòu)成。答案：加氫、抽提、歧化、吸附分離、異構(gòu)化、分餾3、催化加氫和催化脫氫在有機(jī)化工生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。通過催化加氫，將合成氣變成（），主要用于制備（）等有機(jī)化工產(chǎn)品；通過催化脫氫，以乙苯為原料，制得（），它是合成材料的一種重要單體，可以生產(chǎn)（）等。答案：甲醇、甲醛（或鹵甲烷、炸藥等）、苯乙烯、聚苯乙烯（ABS工程塑料等）4、氯乙烯是1853年由法國人首先在實驗室制成的，最早的方法是（）法，但由于基建投資費用較高，被后來的（）法取代，由于副產(chǎn)氯化氫，不僅浪費了資源，而且污染環(huán)境，目前全世界已經(jīng)有93%以上的氯乙烯是采用（）法生產(chǎn)，該法包含以下五個單元，即：（）氯化、（）氯化、（）凈化和（）以及（）精制。答案：乙炔、聯(lián)合、平衡氧氯化、直接、氧、二氯乙烷、分解、氯乙烯5、烴類熱裂解的原料比較豐富，一般為：（）、煉廠氣、（）、（）和重油等。答案：天然氣、石腦油、柴油6、在三個二甲苯中，鄰二甲苯與間二甲苯的沸點差為（）℃，工業(yè)上可用普通精餾法分離；乙苯與對二甲苯的沸點差為（）℃，在工業(yè)上尚可用300～400塊板的精餾塔進(jìn)行分離，但絕大多數(shù)加工流程都不采用能耗大的精餾法回收乙苯，而是在異構(gòu)化裝置中將其轉(zhuǎn)化；間二甲苯與對二甲苯沸點差為（）℃，借助普通的精餾法進(jìn)行分離是非常因難的，教材中采用（）特殊精餾加以分離，得到（）和（），后者去異構(gòu)化單元。答案：5.3、2.2、0.75、模擬移動床、對二甲苯、間二甲苯7、苯酚和丙酮均為重要的基本有機(jī)原料，異丙苯法生產(chǎn)苯酚和丙酮過程中，由異丙苯制（）是生產(chǎn)過程中重要的一步，流程中包括生成異丙苯的（）過程、加入空氣繼續(xù)與異丙苯反應(yīng)的（）過程、回收未反應(yīng)的異丙苯的（）過程、得到的濃縮液去（）過程、這里需要通過加入催化劑（）來得到粗的反應(yīng)混合物，反應(yīng)混合物接下去先經(jīng)過（）和（）過程，除去不必要的堿，最后進(jìn)入精餾系統(tǒng)，得到產(chǎn)品（）和（）。答案：過氧化異丙苯、烷基化、氧化、濃縮、分解、硫酸、中和、水洗、苯酚、丙酮8、甲醇低壓羰基合成醋酸在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性很大，其特點為：原料可以用（）、天然氣和（）質(zhì)油，不受原油供應(yīng)和價格波動影響；反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性高，過程能量效率（）；已經(jīng)解決了設(shè)備的腐蝕問題，找到了耐腐蝕的（）；生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物很（），三廢排放也（）；操作安全可靠；但是催化劑（）的資源有限，新找到的設(shè)備材料價格較高。答案：煤、重、高、材料、少、少、銠9、裂解氣中主要脫除的酸性氣體是（）、（）兩種，在裂解氣凈化和分離過程中，根據(jù)高壓有利于吸收的原理，脫除的位置最好放在（）壓縮后，而工業(yè)實際中，要綜合考慮各方面的因素，通常放在（）壓縮之后。脫除的方法有（）洗和（）洗兩種，目前常用的是（）。答案：硫化氫、二氧化碳、五、三、堿、胺、堿洗10、絕熱式乙苯脫氫工藝流程中，原料為（）和（），反應(yīng)器入口溫度需要610～660℃，它是一個吸熱反應(yīng)，熱量靠過熱蒸汽帶入，因此，催化劑床層分（）段，段間補(bǔ)充過熱水蒸汽，全部蒸汽與乙苯的摩爾比為（）。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝器冷卻后氣液分離，不凝氣中含有大量的（）和少量CO、CO2，可作燃料使用。冷凝液經(jīng)精餾后分離出（）、（）、（）和（），最后產(chǎn)物是（）。答案：乙苯、水蒸氣、三、14、H2、苯、甲苯、乙苯、焦油、苯乙烯四、問答題1、簡述煤化工范疇內(nèi)煤的加工路線。答案：煤化工范疇內(nèi)煤的加工路線主要有以下幾種：高溫干餾（煉焦）、低溫干餾、煤氣化、煤液化（直接液化，間接液化）。2、簡述原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境因子的含義。答案：（1）原子經(jīng)濟(jì)性AE：∑（目的產(chǎn)物分子中各類原子數(shù)Pi×相應(yīng)各類原子的相對質(zhì)量Mi）/∑（反應(yīng)原料中各類原子數(shù)Fj×相應(yīng)各類原子的相對質(zhì)量Mj）。（2）環(huán)境因子E=廢物質(zhì)量/目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量。上述指標(biāo)從本質(zhì)上反映了其合成工藝是否最大限度地利用了資源,避免了廢物的產(chǎn)生和由此而帶來的環(huán)境污染。3、簡述影響化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的反應(yīng)條件。答案：影響化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的反應(yīng)條件有：溫度、壓力、濃度等。4、簡述族組成（PONA值）含義。答案：裂解原料油中各種烴，按其結(jié)構(gòu)可以分為四大族，即鏈烷烴族、烯烴族、環(huán)烷烴族和芳香族。這四大族的族組成以PONA值來表示，其含義如下：P—烷烴（Paraffin），O—烯烴（Olefin），N—環(huán)烷烴（Naphtene），A—芳烴（Aromatics）。根據(jù)PONA值可以定性評價液體燃料的裂解性能，也可以根據(jù)族組成通過簡化的反應(yīng)動力學(xué)模型對裂解反應(yīng)進(jìn)行定量描述，因此PONA值是一個表征各種液體原料裂解性能的有實用價值的參數(shù)。5、請簡要說明前冷（前脫氫）和后冷（后脫氫）比較。答案：冷箱是在-100～-160℃下操作的低溫設(shè)備，用絕熱材料把高效板式換熱器和氣液分離器等都放在一個箱子里。它的用途是依靠低溫來回收乙烯，制取富氫和富甲烷餾分。由于冷箱在流程中的位置不同,可分為后冷和前冷兩種。前冷是用塔頂餾分的冷量將裂解氣預(yù)冷，通過分凝將裂解氣中大部分氫和部分甲烷分離，這樣使H2/CH4比下降，提高了乙烯回收率，同時減少了甲烷塔的進(jìn)料量,節(jié)約能耗。該過程亦稱前脫氫工藝。后冷僅將塔頂?shù)募淄闅漯s分冷凝分離而獲富甲烷餾分和富氫餾分。此時裂解氣是經(jīng)塔精餾后才脫氫故亦稱后脫氫工藝。6、簡述芳烴的主要來源。答案：芳烴來源主要有：（1）焦化芳烴生產(chǎn)；（2）石油芳烴生產(chǎn)：催化重整生產(chǎn)芳烴、裂解汽油生產(chǎn)芳烴。7、簡述苯乙烯的精制需注意的問題。答案：苯乙烯的精制需注意：苯乙烯在高于90℃時易發(fā)生自聚，所以含苯乙烯物系的設(shè)備，要求塔釜溫度<90℃，乙苯苯乙烯分離塔和苯乙烯精餾塔為減壓操作；在相應(yīng)設(shè)備或管道中加阻聚劑。8、簡述催化加氫脫炔的工藝方法（前加氫和后加氫比較）。答案：催化加氫脫炔工藝按加氫位置不同，分為前加氫和后加氫。加氫脫炔反應(yīng)器放在脫甲烷塔前稱之為前加氫，加氫脫炔反應(yīng)器放在脫甲烷塔之后稱之為后加氫。前加氫：在裂解氣中氫氣未分離出來之前，利用裂解氣中H2進(jìn)行加氫。流程簡單，投資少。但大量氫氣過量的條件下進(jìn)行加氫反應(yīng)，當(dāng)催化劑性能較差時，副反應(yīng)劇烈，操作穩(wěn)定性差。后加氫：先分離出C2、C3后，再分別加氫。溫度易控，不易飛溫。9、簡要說明天然氣水蒸汽轉(zhuǎn)化法制合成氣設(shè)置二段轉(zhuǎn)化的原因。答案：高溫使反應(yīng)速率加快，加壓對平衡不利，更要提高溫度來彌補(bǔ)，在3MPa的壓力下，為使殘余甲烷含量降至0.3%，須使溫度達(dá)到1000℃，但在此溫度下，反應(yīng)管的材質(zhì)經(jīng)受不了，因此將轉(zhuǎn)化過程分為兩段。第一段轉(zhuǎn)化在多管反應(yīng)器中進(jìn)行，管間供熱，最高溫度控制在800℃。第一段出口轉(zhuǎn)化氣絕熱進(jìn)入二段爐同時補(bǔ)入氧氣，氧與轉(zhuǎn)化氣中甲烷燃燒放熱，溫度升至1000℃，轉(zhuǎn)化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，使第二出口甲烷含量降至0.3%。10、簡述比較臨氫異構(gòu)化與非臨氫異構(gòu)化不同點。答案：沒有外來氫的反應(yīng)謂之非臨氫異構(gòu)化。有生焦現(xiàn)象，催化劑失活快。故在工藝上引入氫，實行臨氫異構(gòu)化。臨氫異構(gòu)，采用貴金屬催化劑，能使乙苯轉(zhuǎn)化為二甲苯，對原料適應(yīng)性強(qiáng)，原料不需進(jìn)行乙苯分離，已被廣泛采用。非臨氫異構(gòu)。采用無定型SiO2-A12O3，反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，催化劑積炭快，不能使乙苯轉(zhuǎn)化為二甲苯。11、簡述生碳反應(yīng)和結(jié)焦反應(yīng)經(jīng)歷著的不同的途徑。答案：在不同溫度條件下，生碳反應(yīng)和結(jié)焦反應(yīng)經(jīng)歷著不同的途徑：①900～1100℃以上主要是通過生成乙炔的中間階段而生碳；②500～900℃主要是通過生成芳烴的中間階段而結(jié)焦。12、簡述裂解汽油預(yù)處理。答案：裂解汽油需經(jīng)過預(yù)處理，加氫精制后才能作為芳烴抽提原料。裂解汽油需分餾除去C5餾分、C9及C9以上餾分，得到C6-C8餾分。依C5餾分的不同利用途徑，加氫精制原料的分餾流程也有所不同。13、簡述碳八芳烴中對、間二甲苯的分離方法。答案：碳八芳烴中對、間二甲苯沸點僅相差0.75℃，PX與MX的分離方法：深冷結(jié)晶分離法，利用凝固點差異；絡(luò)合萃取分離法，利用配合物穩(wěn)定性；模擬移動床吸附分離法，利用吸附能力不同。14、煤氣化是指在高溫（900～1300℃）下使煤、焦炭或半焦等固體燃料與氣化劑反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成主要含有氫、一氧化碳等氣體的過程。生成的氣體組成隨固體燃料性質(zhì)、氣化劑種類、氣化方法、氣化條件的不同而有差別。簡述常用的氣化劑有哪些？答案：煤氣化常用的氣化劑有：①水蒸氣；②空氣；③氧氣。15、化工生產(chǎn)過程常用流程圖來描述，簡述工藝流程示意圖中主要包括的內(nèi)容。答案：工藝流程示意圖通常包括：①主要設(shè)備；②原料和產(chǎn)品；③物流管線及流向箭頭。16、以裂解汽油生產(chǎn)三苯過程中，簡述為什么必須設(shè)立環(huán)丁砜抽提單元。答案：裂解汽油中含有C6~C8芳烴和非芳烴，同碳數(shù)芳烴和非芳烴沸點很接近，難以用普通精餾實現(xiàn)分離；可選擇合適萃取劑（如環(huán)丁砜）采用萃?。ǔ樘幔┓蛛x方法；同時也為了減輕后續(xù)分離系統(tǒng)的負(fù)荷。所以須設(shè)環(huán)丁砜抽提單元。17、簡述化學(xué)工藝與化學(xué)工程的含義。答案：化學(xué)工藝即化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，系指將原料物質(zhì)主要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程，包括實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的全部化學(xué)的和物理的措施?；瘜W(xué)工藝以過程為研究目的，是將化學(xué)工程學(xué)的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到具體生產(chǎn)過程中，以化工產(chǎn)品為目標(biāo)的過程技術(shù)?；瘜W(xué)工程研究化學(xué)工業(yè)和其他過程工業(yè)中所進(jìn)行的化學(xué)過程和物理過程共同規(guī)律的一門工程學(xué)科。它的一個重要任務(wù)就是研究有關(guān)工程因素對過程和裝置的效應(yīng)，特別是放大中的效應(yīng)。18、由裂解原理可知：低壓有利于裂解反應(yīng)的進(jìn)行，但是裂解又需要高溫，為了解決這對矛盾，生產(chǎn)實際過程中均采用稀釋劑來降低烴分壓，從而達(dá)到低壓的作用。目前工業(yè)上均采用水蒸氣作稀釋劑，請簡要說明其原因。答案：目前工業(yè)上均采用水蒸氣作稀釋劑，其原因如下：①裂解反應(yīng)后通過急冷即可實現(xiàn)稀釋劑與裂解氣的分離，不會增加裂解氣的分離負(fù)荷和困難；②水蒸氣熱容量大，可以起到穩(wěn)定溫度的作用，保護(hù)爐管防止過熱；③抑制裂解原料所含硫?qū)︽囥t合金爐管的腐蝕，保護(hù)爐管；④脫除結(jié)碳，水蒸氣對已生成的碳有一定的脫除作用；⑤減少爐管內(nèi)結(jié)焦；⑥廉價、易得、無毒等。19、裂解氣深冷分離流程有許多，簡述常見的三種流程各有的特點。答案：裂解氣深冷分離常用的三種典型流程，它們的相同點是：①均采用先易后難的分離順序，即先分開不同碳原子數(shù)的烴（相對揮發(fā)度大），再分開相同碳原子數(shù)的烷烴和烯烴；②產(chǎn)品塔乙烯精餾塔和丙烯精餾塔均置于流程最后，這樣物料中組分接近二元系統(tǒng)，物料簡單，可確保這兩個主要產(chǎn)品純度，同時也可減少分離損失，提高烯烴收率。三種典型流程的不同點是：①加氫脫炔位置不同；②流程排列順序不同；③冷箱位置不同。五、綜合題1、正丁烷在900℃高溫下進(jìn)行裂解反應(yīng)，請根據(jù)自由基鏈反應(yīng)機(jī)理預(yù)測其一次反應(yīng)的產(chǎn)物分布。已知：900℃時伯、仲氫原子與自由基的的相對速度為：1和1.65。請：①寫出自由基反應(yīng)機(jī)理的三步，②計算一次反應(yīng)產(chǎn)物分布表。答案：①自由基機(jī)理a、鏈引發(fā)CH3－CH2－CH2－CH3→·C3H7＋·CH3·C3H7→CH2=CH2＋·CH3CH3－CH2－CH2－CH3→2·C2H5·C2H5→CH2=CH2＋·Hb、鏈增長判斷反應(yīng)途徑：n=4，為偶數(shù)，途徑=n/2=2，有兩個反應(yīng)途徑：途徑一：甲基自由基·CH3奪取丁烷分子中的仲氫原子?！H3＋CH3－CH2－CH2－CH3→CH4＋·C4H9·C4H9不穩(wěn)定，發(fā)生分解反應(yīng)：CH3－·CH－CH2－CH3→CH3－CH=CH2＋·CH3反應(yīng)結(jié)果：C4H10→CH3－CH=CH2＋CH4途徑二：氫自由基·H奪取丁烷分子中的伯氫原子?！＋CH3－CH2－CH2－CH3→H2＋·CH2－CH2－CH2－CH3·C4H9不穩(wěn)定，發(fā)生分解反應(yīng)：·CH3－CH－CH2－CH3→CH2=CH2＋·CH2CH3·CH2CH3→CH2=CH2＋·H反應(yīng)結(jié)果：C4H10→2CH=CH2＋H2c、鏈終止·H＋·H→H2·CH3＋·CH3→C2H6②根據(jù)自由基機(jī)理預(yù)測其一次反應(yīng)的產(chǎn)物分布：由鏈增長得：m1=n1×W1=1.65×4=6.6；m2=n2×W2=1×6=66.6C4H10→6.6CH3－CH=CH2＋6.6CH46C4H10→12CH2=CH2＋6H2總反應(yīng)結(jié)果：12.6C4H10→12CH2=CH2＋6.6CH4＋6.6CH3－CH=CH2＋6H2正丁烷裂解一次反應(yīng)產(chǎn)物分布表（900℃）組分C2H4CH4C3H6H2合計ni126.66.6631.6ni%38.421.221.219.2100.0Mi2816422——miMi336105.6277.212730.8mi%46.014.537.91.6100.02、丙烷在900℃條件下進(jìn)行裂解反應(yīng)，根據(jù)自由基機(jī)理預(yù)測一下反應(yīng)的產(chǎn)品分布。已知氫原子與自由基反應(yīng)的相對速度為：伯氫為1、仲氫為1.65、叔氫為5.65。請①寫出自由基反應(yīng)機(jī)理，②計算產(chǎn)物分布表。答案：①自由基機(jī)理a、鏈引發(fā)CH3－CH2－CH3→·C2H5＋·CH3·C2H5→CH2=CH2＋·Hb、鏈增長判斷反應(yīng)途徑：n=3，為奇數(shù)，途徑=（n＋1）/2=2，有兩個反應(yīng)途徑：途徑一：甲基自由基·CH3奪取丙烷分子中的伯氫原子?！H3＋CH3－CH2－CH3→CH4＋·C3H7·CH2－CH2－CH3→CH2=CH2＋·CH3反應(yīng)結(jié)果：C3H8→C2H4＋CH4m1=6×1=6；途徑二：氫自由基·H奪取丙烷分子中的仲氫原子。·H＋CH3－CH2－CH3→H2＋CH2－·CH－CH3·CH2－CH2－CH3→CH2=CH－CH3＋·H反應(yīng)結(jié)果：C3H8→CH2=CH－CH3＋H2m2=1.65×2=3.3總反應(yīng)方程式：6C3H8→6C2H4＋6CH43.3C3H8→3.3C3H6＋3.3H29.3C3H8→6C2H4＋6CH4＋3.3C3H6＋3.3H2c、鏈終止·H＋·H→H2·CH3＋·CH3→C2H6②預(yù)測丙烷一次反應(yīng)產(chǎn)物分布（900℃）：丙烷一次反應(yīng)產(chǎn)物分布表（900℃）組分C2H4CH4C3H6H2合計mi663.33.318.6mi%32.332.317.717.7100.0Mi2816422miMi16896138.66.6409.2miMi%41.023.533.91.6100.03、正丁烷在1000℃高溫下進(jìn)行裂解反應(yīng)，試根據(jù)自由基鏈反應(yīng)機(jī)理預(yù)測其一次反應(yīng)的產(chǎn)物分布。已知：1000℃時伯、仲氫原子與自由基的的相對速度為：1和1.6。請：①寫出自由基反應(yīng)機(jī)理的三步，②計算產(chǎn)物分布表。答案：①自由基機(jī)理a、鏈引發(fā)CH3－CH2－CH2－CH3→·C3H7＋·CH3·C3H7→CH2=CH2＋·CH3CH3－CH2－CH2－CH3→2·C2H5·C2H5→CH2=CH2＋·Hb、鏈增長判斷反應(yīng)途徑：n=4，為偶數(shù)，途徑=n/2=2，有兩個反應(yīng)途徑：途徑一：甲基自由基·CH3奪取丁烷分子中的仲氫原子。·CH3＋CH3－CH2－CH2－CH3→CH4＋·C4H9·C4H9不穩(wěn)定，發(fā)生分解反應(yīng)：CH3－·CH－CH2－CH3→CH3－CH=CH2＋·CH3反應(yīng)結(jié)果：C4H10→CH3－CH=CH2＋CH4途徑二：氫自由基·H奪取丁烷分子中的伯氫原子。·H＋CH3－CH2－CH2－CH3→H2＋·CH2－CH2－CH2－CH3·C4H9不穩(wěn)定，發(fā)生分解反應(yīng)：·CH3－CH－CH2－CH3→CH2=CH2＋·CH2CH3·CH2CH3→CH2=CH2＋·H反應(yīng)結(jié)果：C4H10→2CH=CH2＋H2c、鏈終止·H＋·H→H2·CH3＋·CH3→C2H6②根據(jù)自由基機(jī)理預(yù)測正丁烷一次反應(yīng)的產(chǎn)物分布（1000℃）：由鏈增長得：m1=n1×W1=1.6×4=6.4；m2=n2×W2=1×6=66.4C4H10→6.4CH3－CH=CH2＋6.4CH46C4H10→12CH2=CH2＋6H2總反應(yīng)結(jié)果：12.48C4H10→12CH=CH2＋6H2＋6.4CH3－CH=CH2＋6.4CH4正丁烷一次反應(yīng)產(chǎn)物分布表（1000℃）組分C2H4CH4C3H6H2合計ni126.46.4630.8ni%38.920.820.819.5100.0Mi2816422miMi336102.4268.812719.2mi%46.714.237.41.7100.04、根據(jù)所給流程圖，請敘述BASF法鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐的工藝流程，并指出各主要設(shè)備所起的作用。答案：苯酐生產(chǎn)工藝流程敘述為：空氣經(jīng)過凈化、壓縮和預(yù)熱后與氣化的鄰二甲苯混合進(jìn)入固定床列管式反應(yīng)器2，鄰二甲苯氧化為苯酐。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)管外用熔鹽循環(huán)移出反應(yīng)熱，用于副產(chǎn)蒸汽。從反應(yīng)器出來粗苯酐氣體進(jìn)入帶翅片管的轉(zhuǎn)換冷凝器3，苯酐在翅片管上凝華成結(jié)晶。冷凝時管內(nèi)通入冷油使管外氣體苯酐冷凝在翅片管上；熱熔時管內(nèi)通入熱油，使冷凝在翅片管上