P24填空
化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和产品分离及精制三大步骤。 P25填空
化工流程的设计方法:推论分析法、功能分析法、形态分析法。 P51计算
将乙烷进行裂解制取乙烯,已知乙烷的单程转化率为60%,若每100kg进裂解器的乙烷可获得46.4kg乙烯,裂解气经分离后,未反应的乙烷大部分次循环回裂解器(设循环气只是乙烷),在产物中除乙烯及其他气体外,尚有4kg乙烷。求生成乙烯的选择性、乙烷的全程转化率、乙烯的单程收率、乙烯的全程收率和全程质量收率。 解:MC2H6=30g/mol MC2H4=28g/mol
进反应器的乙烷量=100/30=3.333kmol 产物中乙烷量=4/30=0.133kmol
生成46.4kg乙烯所转化的乙烷量=46.4/28=1.657kmol 转化的乙烷量=3.333×60%=2.000kmol 未转化的乙烷量=3.333-2.000=1.333kmol
设未反应的乙烷除了有0.133kmol随产物乙烯带走外,其余全部返回到反应器中,即1.333-0.133=1.2kmol 则 新鲜乙烷量=3.333-1.2=2.133kmol
乙烯选择性=1.657/2.0=82.9%
乙烷的全程转化率=2.0/2.133=93.8% 乙烯的单程收率=1.657/3.333=49.7% 乙烯的全程收率=1.657/2.133=77.7%
乙烯的全程质量收率=46.4/(30×2.133)=72.5% P58 各族烃的裂解反应规律
1、 烷烃——正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。
2、 烯烃——大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯:烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃,进而生成芳烃 3、 环烷烃——在通常裂解条件下,环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应 4、 芳烃——无烷基的芳烃基本上不裂解为烯烃,有烷基的芳烃,只要是烷基发生断碳键和脱氢反应,而芳烃保持不变,
以脱氢缩合为多环芳烃,从而有结焦的倾向。各族烃的裂解难易程度有下列顺序 正烷烃 ﹥ 异烷烃 ﹥ 环烷烃(6碳环 ﹥ 5碳环) ﹥ 芳烃 P64 填空
裂解原料性质及评价:族组成、氢含量、特性因数、关联指数。 P75 填空
裂解过程工艺参数要求:高温、短停留、低分压。 目前较为成熟的裂解方法,均采用水蒸气作稀释剂。 P85 简答
裂解气预分馏的目的与任务
① 尽可能降低裂解气的温度 ② 尽可能分馏出裂解气的重组分
③ 在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收,用以再发生稀释蒸汽,
大大减少污水排放
④ 继续回收裂解气低能位热量 P88填空
酸性气体的脱除 1、碳洗法脱除酸性气体 2、乙醇胺法脱除酸性气体 P112简答
在原料确定的情况下,从裂解过程的热力学和动力学出发,为了获得最佳裂解效果,应选择生么样的工艺参数(停留时间、温度、压力……),为什么?
在一定温度内,提高裂解温度有利于提高一次反应所得乙烯和丙烯的收率。
从裂解反应的化学平衡也可以看出,提高裂解温度有利于生成乙烯的反应,并相对减少乙烯消失的反应,因而有利于提高裂解的选择性。(Kp)
根据裂解反应的动力学,提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度,提高乙烯收率。 (k1/k2)
从化学平衡的观点看。如使裂解反应进行到平衡,所得烯烃很少,最后生成大量的氢和碳。为获得尽可能多的烯烃,必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应
从动力学来看,由于有二次反应,对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间 短停留时间对生成烯烃有利 化学平衡分析
降低压力 有利于提高乙烯平衡组成 有利于抑制结焦过程
压力不能改变反应速度常数,但降低压力能降低反应物浓度
降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速度,提高一次反应选择性 P114 填空
三苯:苯、甲苯、二甲苯 三烯:乙烯、丙烯、丁二烯 P145 填空
对、间二甲苯的分离方法主要有:深冷结晶分离法、络合分离法、模拟移动床吸附分离法。 P157 固定床间歇式气化制水煤气的六个阶段
吹风 → 蒸汽吹净 → 一次上吹制气 → 下吹制气 → 二次上吹制气 → 空气吹净
(空气自下而上)(蒸汽自下而上) (蒸汽自上而下) (蒸汽自下而上) (空气自下而上)
P165简答 影响甲烷水蒸气转化反应平衡的主要因素 (1)、温度的影响 温度增加,甲烷平衡含量下降 (2)、水碳比的影响 水碳比越高,甲烷平衡含量越低。 (3)压力的影响 压力增加,甲烷平衡含量也随之增大。
P181 脱硫方法
吸附法 化学吸附法
干法 湿法 物理吸附法
催化转化法 物理-化学吸附法
湿式氧化法 P186简答
为什么一氧化碳变换过程要分段进行,要用多段反应器?段数的选用依据是什么?有哪些形式的反应器?
原因:在工程实际中,降温措施不可能完全符合最佳温度曲线,因此采用分段冷却,段数越多操作温度越接近。
具体段数由水煤气中CO含量、所要达到的转化率、催化剂活性温度范围等因素决定。 反应器类型 (1)、中间间接冷却式多段绝热反应器(换热式) (2)、原料气冷激式多段绝热反应器 (3)、蒸汽或冷凝水冷激式多段绝热反应器
P189 温度对反应速率的影响
对于吸热反应△H﹥0,平衡常数随着温度的升高而增大,有利于反应。产物的平衡产率增加。 对于放热反应△H﹤0,平衡常数随着温度的升高而减小,平衡产率降低。
P208合成甲醇工艺条件 (1)、反应温度和压力 (2)、空速 (3)、合成甲醇原料气配比
P0209低压分离甲醇流程简图
P221简答
6-5影响氨平衡浓度的因数有哪些?(p195) (1)、温度和压力
温度降低或压力增高,都能使平衡常数及相应的平衡氨含量增大 (2)、氢氮比
当氢氮比为3时,平衡氨含量最大 (3)、惰性气体
惰性气体会使平衡氨含量明显下降
6-14乙苯脱氢制苯乙烯生产过程中温度和空速对选择性的影响。
升高温度,乙苯的转化率增加而苯乙烯的选择性下降; 降低温度,副反应减少,有利于苯乙烯选择性的提高 空速低,反应时间增加,转化率高而选择性显著下降; 空速过大,转化率太小,选择性高,产物收率低。
故最佳空速的选择,必须综合考虑原料单耗、能耗和催化剂的再生周期。 P222简答
烃类选择性氧化反应的特征 (1) 反应放热量大 (2) 反应不可逆
(3) 氧化途径复杂多样 (4) 过程易燃易爆 P223填空
就反应相态而言,烃类选择性氧化过程可分为均相催化氧化和非均相催化氧化。 P246简答
致稳气的作用是什么?常用的致稳气有哪些?
提高为了提高乙烯和氧气的浓度,可以用加入第三种气体来改变乙烯的爆炸极限,这种气体通常称为致稳气 作用:致稳气是惰性的,能见效混合气的爆炸极限,增加体系安全性:具有较高的比热容,能有效地移出部分反应热,
增加体系稳定性。
常用的致稳气有:氮气、甲烷
P247大题 工艺流程图
乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺流程
P275 简答 p274流程 甲醇低压羰基合成醋酸的优缺点
(1)原料多样化 (2)S和X高 (3)催化系统稳定
优点: (4)反应和精制系统合为一体
(5)Ni-Mo合金耐腐蚀 (6)计算机控制保持最佳 (7)副产物少 (8)操作安全可靠
缺点:铑资源少,设备昂贵
P320简答
什么是平衡氧氯化法?其原理是什么?(p299)
定义:将氧氯化法与乙烯直接氯化过程结合在一起,两个过程所生产的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯,则可平衡
氯化氢,这种方法称为平衡氧氯化法。
原理:平衡氧氯化法包括三个反应 (1)、第一个反应是乙烯与氯气进行反应生成EDC
ECl3CH2?CH2?Cl2?F???CH2Cl?CH2Cl
原理:乙烯与氢气的加成反应是亲电加成,在极性溶剂或催化剂等作用下氯离子发生极化或解离成氯正负离子,
氯正离子首先与乙烯分子中的?键结合,经过活化配位化合物再与氯负离子结合成二氯乙烷。对于乙烯而言,取代反应的机理是游离基取代基机理。
(2)、第二个反应是乙烯与氯化氢和氧进行氧氯化反应生成EDC
CH2?CH2?2HCl?1240℃02?220?????CH2Cl?CH2Cl?H2O 2原理:有两种,一种是还原机理,另一种是环氧乙烷机理。 (3)、第三个反应是EDC裂解脱除氯化氢生成氯乙烯 (1,2-二氯乙烷的裂解反应)
?530℃CH2Cl?CH2Cl?480????CH2?CHCl?HCl
原理:一般认为主反应按游离基链式机理进行,第一步为游离基产生反应,第二步为链传递反应,第四步为游离基终
止反应。 该方法的物料平衡式 2CH2?CH2?Cl2?1O2?2CH2?CHCl?H2O 2
P436简答
原子经济性和原子利用率的定义是什么?请根据定义计算丙烯与过氧化氢环氧化合成环氧丙烷的原子经济性。(P411) 原子经济性是指反应物中的原子有多少进入了产物。 若用数学式表示,则为:AE??PiMi?100%
?FjMj式中:P——目的产物分子中i原子的数目; F——原料分子中i原子的数目; M——各原子的相对原子质量。
原子利用率的概念与原子经济性的概念相同,用于衡量化学反应的原子利用程度,其定义式为:
原子利用率?目的产物的量?100%
各反应物的量之和

