化学工艺学答案
化学工艺学习题及解答(DOC)

习题及解答第二章化工资源及初步加工2-1、煤、石油和天然气在开采、运输、加工和应用诸方面有哪些不同?答:(1)开采:一个煤矿往往有多层煤层。
每煤层的厚度也不同,为此需建造长长的坑道,铺上铁轨,才能从各层将煤运出。
为运送物资和人员,还需要建造竖井,装上升降机。
石油和天然气,用钻机钻道并建立油井(或气井)后,借用自身的压力(开采后期需抽汲),石油及天燃气即可大量从地下喷出,因此开采比煤方便得多。
(2)运输:煤用铁路或轮船运输,运力受限制,石油和天然气一般采用管道输送,初期投资似乎较大,但从长期看还是划算的,管道输送成本低、方便,也不受运力限制。
(3)加工:煤是高分子量缩聚物,一般用热化学方法处理,将煤裂解,可得到气体、液体和固体产物,由于成分复杂,从中制取纯物质难度较大。
石油和天然气是由许多小分子量有机物组成的混合物,一般采用物理方法将混合物分离和提纯。
为增加某一组分(或馏分)的产量,也常采用化学方法(如化学合成或化学热裂解)。
因此,由石油和天然气加工制得的化工产品,比煤多得多,生产成本也比煤低。
(4)应用:煤主要用作一次性能源。
随着石油资源日益枯竭,由煤合成液体燃料已引起世界各国的重视,并得到迅速发展,继而带动煤化工工业的发展。
煤化工产品的品种、品质和数量不断增加。
人们指望在不久的将来,由煤化工和天然气逐步取代石油化工,成为获取化工产品的主要途径。
石油大量用作发动机燃料,由石油为原料形成的石油化工目前仍为世界各发达国家的支柱产业。
大多数的化工产品都由石化行业生产出来。
但随着石油资源的枯竭,石油化工将逐步缩,并被煤化工和天然气化工取代。
天然气目前大量用作民用燃料。
但以天然气为原料的C1化学工业发展迅速,天然气资源丰富,开采和运输方便,以它为原料合成发动机液体燃料,投资和生产本也比较低廉。
今后,天然气化工和煤化工一样,将逐步取代石化工,成为化学工业的主要产业。
2-2、试叙述煤化程度与煤的性质及应用的关系。
化学工艺学课后标准答案

化学工艺学课后答案【篇一:化学工艺学复习题及答案】、氧化还原、加氢-醇、酸、脂和芳烃等:①经转化先制成合成气,或含氢很高的合成氨原料气,然后进分氧化制乙炔;③直接制造化工产品,如制造炭黑、氢氰酸、各。
c3、c4和中等大小的分子居多②异构化、芳构化、环烷化,使裂解产物中异,使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少④聚合、缩合反应.-气化-液化;热解-气化-发电;气化-合成-燃料;液化-燃料-气化;液化-加氢气化、丁二烯和r-ch2-ch3←→r-ch=ch2+h2;断链反应:r-ch2-ch2-r’→r-ch2=ch2+r’hc-h键能大于c-c键能,固断链比脱氢容易②烷烃的相对稳定性随碳c-h键或c-c键,较直链的键能小⑤低分子烷烃的c-c键在c4以上烯烃、单环芳烃h缩合反应。
芳烃的一次反应中,芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳成单烯烃的反应;芳烃:无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃,有烷基的芳烃,主要是烷基发生断和脱氢反应,芳环不开裂,可脱氢缩合为多环芳烃,芳烃直至转化为焦。
烯烃加氢转化为烷烃,脱氢变为二烯烃或炔烃;芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃进一步转化为焦;烷烃会进一步裂解成低级烷烃,——pona值;适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油;烷烃(paraffin)烯烃(olefin)环烷烃(naphthene);芳烃(aromatics) ;72.3、16.3、11,大庆石脑油则为53、43、425左右,:750-900℃,原料分子量越小,所需裂解温度越高,乙烷生成,所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加.③压力对裂解反应的影响,从化学平衡角度分析(压力只对脱氢反应有影响)对一次反应:,结论:低压有利于乙烯的生产.18题。
-101℃(高压法),使乙炔以上烷烃和烯烃冷凝为液体,与甲烷和氢气分开,c4馏分分开,从而得到聚合级高纯乙烯和聚合级高纯丙烯。
(lummus)按c1、c3加氢→丙烯塔→脱丁烷。
②前脱乙烷流程(linde法);压缩→脱乙烷→加氢→脱甲烷→乙烯塔→脱丙烷→丙烯塔→脱丁烷③前脱。
化学工艺学答案[1]
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※<习题一>课后习题:1化学工艺学定义、化学工艺学研究范畴、化学工艺学与工程的关系?答:化学工艺学是将化学工程学的先进技术运用到具体的生产过程中,以化工产品为目标的过程技术。
化学工程学主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律,他的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别释放大中的效应。
化学工艺学与化学工程学都是化学工业的基础科学。
化学工艺与化学工程相配合,可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法方面的问题;此外,解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
2现代化学工业的特点?答:特点是:(1)原料、生产方法和产品的多样性和复杂性;(2)向大型化、综合化,精细化发展;(3)多学科合作、技术密集型生产;(4)重视能量的合理利用,积极采用节能工艺和方法;(5)资金密集,投资回收速度快,利润高;(6)安全与环境保护问题日益突出。
5※<习题二>课后习题:1. 生产磷肥的方法是哪两类?答:生产磷肥的两种方法是:(1)酸法它是用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石,最常用的是硫酸。
硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶,主反应式为(2)热法利用高温分解磷矿石,并进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。
1. 石油的主要组成是什么?常、减压蒸馏有哪几类?答:石油的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。
烃类即碳氢化合物,在石油中占绝大部分。
非烃类指含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。
常、减压蒸馏有三类:(1)燃料型(2)燃料—润滑油型(3)燃料—化工型4. 石油的一次加工、二次加工介绍答:石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。
石油的二次加工方法有:(1)催化重整催化重整的原料是石脑油,催化重整装置能提供高辛烷值汽油,还为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供苯、甲苯、二甲苯等芳烃原料以及提供液化气和溶剂油,并副产氢气。
其催化剂是由活性组分(铂)、助催化剂和酸性载体(如经HCl处理的Al2O3)组成。
化学工艺学第三版答案黄仲九

化学工艺学第三版答案黄仲九1、四氢硼钠反应变红的是()[单选题] *A山柰酚B橙皮素(正确答案)C大豆素D红花苷2、在简单萃取法中,一般萃取几次即可()[单选题] *A3~4次(正确答案)B1~2次C4~5次D3~7次3、萃取时,混合物中各成分越易分离是因为()[单选题] *A分配系数一样B分配系数相差越大(正确答案)C分配系数越小D以上都不是4、下列应用最广的经典提取方法是()[单选题] *A水蒸气蒸馏法B溶剂提取法(正确答案)C超临界流体萃取法D超声提取法5、萃取法是利用混合物中各成分在两相溶剂中的分配.系数不同而到达分离的方法,所谓两相溶剂是指()[单选题] *A两种相互接触而又不相溶的溶剂(正确答案)B两种不相互接触而又互相溶的溶剂C两种不相互接触而又不相容的溶剂D两种互相接触而又互相溶的溶剂6、连续回流提取法在实验室用的装置为()[单选题] *A氏提取器(正确答案)B回流装置C蒸馏装置D分液漏斗7、以下不属于吸附色谱法的操作步骤的是()[单选题] *A制板B洗脱(正确答案)C点样D显色8、很少含有挥发油的植物科为()[单选题] *A菊科B唇形科C茜草科(正确答案)D姜科9、碱性最强的生物碱是()[单选题] *A季铵碱类(正确答案)B哌啶类C吡啶类D吡咯类10、纸色谱是分配色谱中的一种,它是以滤纸为(),以纸上所含的水分为固定相的分配色谱。
()[单选题] *A固定相B吸附剂C展开剂D支持剂(正确答案)11、以下哪种方法是利用成分可以直接由固态加热变为气态的原理()A [单选题] *A升华法(正确答案)B分馏法C沉淀法D透析法12、当一种溶剂无法结晶时,常常使用混合溶剂,下列不是常用的混合溶剂是()[单选题] *A甲醇-水B乙酸-水C乙醚-丙酮D石油醚-水(正确答案)13、分馏法分离挥发油的主要依据是()[单选题] *A密度的差异B沸点的差异(正确答案)C溶解性的差异D旋光性的差异14、以下哪种分离方法是利用分子筛的原理的()[单选题] * A吸附色谱法B萃取法C沉淀法D透析法(正确答案)15、挥发油的溶解性难溶于()[单选题] *A水(正确答案)B乙醇C石油醚D乙醚16、属于挥发油特殊提取方法的是()[单选题] *A酸提碱沉B水蒸气蒸馏(正确答案)C煎煮法D浸渍法17、E何首乌(正确答案)下列不含蒽醌类成分的中药是()* A丹参(正确答案)B决明子C芦荟D紫草(正确答案)18、E连续回流提取法(正确答案)从中药中水提取液中萃取偏于亲水性的成分的溶剂是()[单选题] *A正丁醇(正确答案)B乙醇C乙醚D三氯甲烷19、下列含香豆素类成分的中药是(多选)()*A秦皮(正确答案)B甘草C补骨脂(正确答案)D五味子20、下列不能作为极性吸附剂的是()[单选题] *A活性炭(正确答案)B氧化铝C硅胶D氧化镁21、游离木脂素易溶于下列溶剂,除了()[单选题] *A乙醇B氯仿C乙醚D水(正确答案)22、碱水提取芦丁时,若PH过高会使()[单选题] *A产品质量降低B产品收率降低(正确答案)C苷键水解断裂D内酯环开环23、凡具有()的木脂素,与三氯化铁反应,呈阳性()[单选题] * A酚羟基(正确答案)B羧酸C醇羟基D氨基24、黄酮母核具有的下列何种结构特点在碱液中不稳定()[单选题] * A邻二酚羟基(正确答案)B3-羟基C5-羟基D7-羟基25、下面化合物能与异羟肟酸铁反应的是()[单选题] *A花椒内酯(正确答案)B柠檬烯C色原酮D天精26、七叶内酯的结构类型为()[单选题] *A简单香豆素(正确答案)B简单木脂素C呋喃香豆素D异香豆素27、中药紫草中的主要有效成分属于()[单选题] *A苯醌类B萘醌类(正确答案)C蒽醌类D菲醌类28、厚朴酚的结构类型为()[单选题] *A简单木脂素B单环氧木脂素C木脂内酯D新木脂素(正确答案)29、在结晶溶剂的选择过程中首先要遵循的是()[单选题] *A成分的纯度(正确答案)B相似相容原理C冷却热饱和原理D以上都不对30、连续回流提取法与回流提取法比较,其优越性是()[单选题] * A节省时间且效率高B节省溶剂且效率高(正确答案)C受热时间短D提取量较大。
化学工艺学课后答案

3.924
2 1.98 m / s
V
2 A2
1.98
4
0.1362
0.0287m3
/s
103.32m3
/h
5.解:(1)以地面为基准面,过1,2,3,4,5分别 做垂直管路的截面,各处压强均以表压强计:
对1截面:
Z1 1
12 1 0.05
2g 20
P1
g
120103 1103 10
12
E总 1 0.05 21.9 13.05 (m)
对2截面:位压头、动压头同1截面
P2 P1 He 12 8 20 (m)
g g
E总2 1 0.05 20 21.05 (m)
对3截面:位压头仍未变
Z3 1
列柏努利方程:
Z1
12
2g
P1
g
Z2
22
2g
P2
g
hf
Z1 Z 2 6.2 m) 1 0
P1 P2 0 (表压) 裸露在大气中
hf 6
则 : 22 12 2g
(Z1 Z2 )
hf
2 2
(6.2
6) 2 9.81
为查查湍湍湍湍dRRRRR湍R湍Reeeeee图图流流流流e稳流流1110111ddddd0001.d0定d0000211000m066的kkk0k光光gggkgg///湍/滑滑00000mmm/0m.....0m00000.11111333流0管管.1查3222220.....13200000.20.,,000002011111555550015.....1得得55555.5.C5111111时000001111101000001333330,300000003000000。。000022332222221.....299999..90.999999095111111000001104444400443kg / ms
化工工艺学作业四套答案全

标准答案:A
学员答案:A
本题得分:5
题号:6题型:多选题(请在复选框中打勾,在以下几个选项中选择正确答案,答案可以是多个)本题分数:5
内容:
烃类气—固相催化氧化反应常用的反应器型式有()。
A、流化床反应器
B、鼓泡式反应器
C、列管式换热型反应器
D、绝热型反应器
标准答案:AC
学员答案:AC
C、加氢裂化工艺比热裂化先进
D、
E、裂化是生成大量芳烃的工艺过程
标准答案:C
内容:
一般来说,属于精细化学品范畴的产品有()。
A、乙烯、丙烯、丁二烯
B、三大合成材料
C、农药、化学药品和日用品
D、
E、食品和饲料添加剂
标准答案:CD
学员答案:CE
本题得分:0
题号:11题型:是非题本题分数:5
内容:
天然气分干气和湿气,划分标准是看其中含水量的多少
1、错
2、对
标准答案:1
学员答案:1
1、错
2、对
标准答案:2
学员答案:2
本题得分:5
题号:13题型:是非题本题分数:5
内容:
氢与氮合成氨是一个可逆放热反应,高压和低温对氨的合成是十分有利的。
1、错
2、对
标准答案:2
学员答案:2
本题得分:5
题号:14题型:是非题本题分数:5
内容:
工业上经常用到的氯化剂是氯气、盐酸(氯化氢)、次氯酸和次氯酸盐。
A、中国几乎没有天然气井
B、天然气的主要成分是甲烷
C、天然气只能做燃料,不能用作化工原料
D、天然气是纯物质
标准答案:B
学员答案:B
化学工艺学答案

※<习题一>第2章化学工艺基础2-3何谓化工生产工艺流程?举例说明工艺流程是如何组织的?答:化工生产工艺流程——将原料转变成化工产品的工艺流程。
教材上有2个例子。
2-4何谓循环式工艺流程?它有什么优缺点?答:循环流程的特点:未反应的反应物从产物中分离出来,再返回反应器。
循环流程的优点:能显著地提高原料利用率,减少系统排放量,降低了原料消耗,也减少了对环境的污染。
循环流程的缺点:循环体系中惰性物质和其他杂质会逐渐积累,对反应速率和产品产率有影响,必须定期排出这些物质以避免积累。
同时,大量循环物料的输送会消耗较多动力。
2-5何谓转化率?何谓选择性?对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标?答:转化率是指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的百分率。
选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。
在复杂反应体系中,选择性表达了主、副反应进行程度的相对大小,能确切反映原料的利用是否合理。
有副反应的体系,希望在选择性高的前提下转化率尽可能高。
但是,通常使转化率提高的反应条件往往会使选择性降低,所以不能单纯追求高转化率或高选择性,而要兼顾两者,使目的产物的收率最高。
2-6催化剂有哪些基本特征?它在化工生产中起到什么作用?在生产中如何正确使用催化剂?答:三个基本特征:①催化剂是参与了反应的,但反应终了时,催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。
②催化剂只能缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡。
③催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应。
在化工生产中的作用主要体现在以下几方面:⑴提高反应速率和选择性。
⑵改进操作条件。
⑶催化剂有助于开发新的反应过程,发展新的化工技术。
⑷催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。
在生产中必须正确操作和控制反应参数,防止损害催化剂。
催化剂使用时,必须在反应前对其进行活化,使其转化成具有活性的状态,应该严格按照操作规程进行活化,才能保证催化剂发挥良好的作用。
化学工艺学考试试题及答案

化学工艺学考试试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是化学工艺学的主要研究内容?A. 化学反应原理与动力学B. 化工设备与工艺流程C. 化学工业的环境保护D. 化学品质量检测与控制答案:D2. 在化学反应过程中,下列哪个因素对反应速率没有影响?A. 反应物浓度B. 温度C. 压力D. 光照强度答案:C3. 下列哪个设备不属于化工设备?A. 蒸馏塔B. 反应釜C. 锅炉D. 电解槽答案:C4. 化工工艺流程中,下列哪个参数对产品质量影响较大?A. 设备材料B. 反应温度C. 原料浓度D. 工艺流程图答案:B二、填空题1. 化学工艺学旨在实现化学反应的 ______、 ______ 和 ______。
答案:优化、控制、转化2. 在化学反应中,速率常常由反应物的 ______ 决定。
答案:浓度3. 化工设备的基本功能是进行 ______ 和 ______。
答案:反应、分离4. 工艺流程图是化工工艺的 ______ 表示。
答案:图形三、简答题1. 请简要说明化学反应动力学的研究内容和意义。
答:化学反应动力学研究化学反应的速率和反应机理。
通过研究反应速率与反应条件(温度、压力等)之间的关系,可以优化反应条件,提高化学工艺的效率和产物质量。
此外,了解反应机理可以指导工艺的改进和新工艺的设计。
2. 请简述化工设备对化学工艺的重要性。
答:化工设备是化学工艺中必不可少的工具,它用于进行反应、分离、传热和传质等过程。
不同的工艺需要不同类型的设备来实现其特定的操作和控制要求。
化工设备的性能和设计直接影响工艺的稳定性、产能和产品质量。
因此,合理选择和设计化工设备对于化学工艺的成功实施至关重要。
四、综合题将一瓶乙醇溶液(浓度为80%)通过蒸馏分离,得到90%浓度的乙醇产品和残留的溶剂。
假设溶剂和乙醇的蒸气压曲线如下图所示:(图略)1. 请绘制乙醇-溶剂混合物的蒸汽液相图,并标出乙醇和溶剂的沸点。
2. 通过图示,请说明分离90%浓度的乙醇需要哪种蒸馏方法?为什么?答案:1. (图略)2. 分离90%浓度的乙醇可以采用精馏蒸馏方法。
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※<习题一>课后习题:1化学工艺学定义、化学工艺学研究范畴、化学工艺学与工程的关系?答:化学工艺学是将化学工程学的先进技术运用到具体的生产过程中,以化工产品为目标的过程技术。
化学工程学主要研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程的共同规律,他的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别释放大中的效应。
化学工艺学与化学工程学都是化学工业的基础科学。
化学工艺与化学工程相配合,可以解决化工过程开发、装置设计、流程组织、操作原理及方法方面的问题;此外,解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
2现代化学工业的特点?答:特点是:(1)原料、生产方法和产品的多样性和复杂性;(2)向大型化、综合化,精细化发展;(3)多学科合作、技术密集型生产;(4)重视能量的合理利用,积极采用节能工艺和方法;(5)资金密集,投资回收速度快,利润高;(6)安全与环境保护问题日益突出。
※<习题二>1. 生产磷肥的方法是哪两类?答:生产磷肥的两种方法是:(1)酸法它是用硫酸或硝酸等无机酸来处理磷矿石,最常用的是硫酸。
硫酸与磷矿反应生成磷酸和硫酸钙结晶,主反应式为(2)热法利用高温分解磷矿石,并进一步制成可被农作物吸收的磷酸盐。
1. 石油的主要组成是什么?常、减压蒸馏有哪几类?答:石油的化合物可以分为烃类、非烃类以及胶质和沥青三大类。
烃类即碳氢化合物,在石油中占绝大部分。
非烃类指含有碳、氢及其他杂原子的有机化合物。
常、减压蒸馏有三类:(1)燃料型(2)燃料—润滑油型(3)燃料—化工型4. 石油的一次加工、二次加工介绍答:石油一次加工的方法为常压蒸馏和减压蒸馏。
石油的二次加工方法有:(1)催化重整催化重整的原料是石脑油,催化重整装置能提供高辛烷值汽油,还为化纤、橡胶、塑料和精细化工提供苯、甲苯、二甲苯等芳烃原料以及提供液化气和溶剂油,并副产氢气。
其催化剂是由活性组分(铂)、助催化剂和酸性载体(如经HCl处理的Al2O3)组成。
(2)催化裂化原料是直馏柴油、重柴油、减压柴油或润滑油馏分,甚至可以是渣油焦化制石油焦后的焦化馏分油。
获得的产品是高质量的汽油,并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。
催化剂是过去采用硅酸铝催化剂,目前采用高活性的分子筛催化剂。
(3)催化加氢裂化加氢裂化的原料油可以是重柴油、减压柴油,甚至减压渣油,另一原料是氢气。
催化加氢裂化系指在催化剂存在及高氢压下,加热重质油使其发生各类加氢和裂化反应,转变成航空煤油、柴油、汽油(或重整原料)和气体等产品的加工过程。
催化剂分为两类,即Ni、Mo、W、Co的非贵金属氧化物和Pt、Pd贵金属氧化物,均用硅酸铝加分子筛或氧化铝为载体。
非贵金属氧化物催化剂要先进行还原活化才有活性。
(4)烃类热裂解烃类热裂解主要目的是为了制取乙烯和丙烯,同时副产丁烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳烃及其他化工原料。
热裂解的原料较优者是乙烷、丙烷和石脑油。
5.化工生产过程包括哪些?答: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。
6. 化工生产过程的定义及工艺流程图是什么?答:将原料转变成化工产品的工艺流程称为化工生产工艺流程。
工艺流程多彩用途是方法来表达,称为工艺流程图。
7. 进行工艺流程设计常用的三种方法是什么?答:三种方法是:推论分析法、功能分析法、形态分析法。
8. 浓度、温度、压力对化学平衡、反应速率的影响?答:浓度根据反应平衡移动原理,反应物浓度越高,越有利于平衡向产物方向移动。
从反应速率式可知,反应物浓度越高,反应速率越快。
温度对于吸热反应,△H>0,平衡常数随着温度升高而增大,有利于反应,产物的平衡产率增加。
对于放热反应,△H<0,平衡常数随着温度升高而减小,平衡产率降低。
反应速率常数随温度升高而增加。
压力压力对液相和固相反应的平衡影响较小。
气体的体积受压力影响大,故压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大,其规律为:(1)对分子数增加的反应,降低压力可以提高平衡产率;(2)对分子数减小的反应,压力升高,产物的平衡产率增大;(3)对分子数没有变化的反应,压力对平衡产率无影响。
在一定的压力范围内,加压可减小气体反应体积,且对加快反应速率有一定好处。
9. 什么是最佳反应温度?答:正、逆反应速率之差即为产物生成的净速率有一个极大值,此极大值对应的温度称为最佳反应温度。
10. 催化剂的作用?催化剂的三个基本特征?答:催化剂的作用:(1)提高反应速率和选择性;(2)改进操作条件:(3)催化剂有助于开发新的反应过程,发展新的化工技术。
(4)催化剂在能源开发和消除污染中可发挥重要作用。
催化剂的三个基本特征:(1)催化剂是参与了反应的,但反应终了时,催化剂本身未发生化学性质和数量的变化。
(2)催化剂只能缩短达到化学平衡的时间(即加速作用),但不能改变平衡。
(3)催化剂具有明显的选择性,特定的催化剂只能催化特定的反应。
11. 反应过程的物料衡算和热量衡算的现实意义?答:物料衡算和热量衡算是化学工艺的基础之一,通过物料、热量衡算,计算生产过程的原料消耗指标、热负荷和产品产率等,为设计和选择反应器和其他设备的尺寸、类型及台数提供定量依据;可以核查生产过程中各物料量及有关数据是否正常,有否泄露,热量回收、利用水平和热损失的大小,从而查找出生产上的薄弱环节和瓶颈部位,为改善操作和进行系统的最优化提供依据。
※<习题三>1. 什么是烃类热裂解?答:烃类的热裂解是将石油系烃类燃料(天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等)经高温作用,使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应,生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。
2.烃类热裂解制乙烯可以分为哪两大部分?答:烃类热裂制乙烯的生产工艺主要由两部分组成,即原料烃的热裂解和裂解产物的分离。
3. 在烃类热裂解系统内,什么是一次反应?什么是二次反应?答:一次反应是指原料烃在裂解过程中首先发生的原料烃的裂解反应,生成目的产物乙烯、丙烯的反应属于一次反应,是希望发生的反应;二次反应则是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属于二次反应,是不希望发生的反应。
4. 用来评价裂解燃料性质的4个指标是什么?答:评价裂解燃料性质的4个指标如下:①族组成—PONA值,PONA值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。
裂解原料油中的各种烃,按其结构可以分为四大族,即链烷烃族、烯烃族、环烷烃族和芳香族。
这四大族的族组成以PONA值来表示,其含义如下:P—烷烃(Paraffin);O—烯烃(Olefin);N—环烷烃(Naphtene);A—芳烃(Aromatics)。
②氢含量,根据氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度,也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。
氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量百分数表示,也可以用裂解原料中C 与H的质量比(称为碳氢比)表示。
③特性因数—K,K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数。
K值以烷烃最高,环烷烃次之,芳烃最低,它反映了烃的氢饱和程度。
④关联指数—BMCI值,BMCI值是表示油品芳烃含量的指数。
关联指数愈大,则表示油品的芳烃含量愈高。
5. 温度和停留时间如何影响裂解反应结果?答: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;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。
从化学平衡来看,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。
因此可以得出,短停留时间对生成烯烃有利。
①对于给定原料,相同裂解深度时,提高温度,缩短停留时间,可以获得较高的烯烃收率,并减少结焦。
②高温-短停留时间可抑制芳烃生成,所得裂解汽油的收率相对较低。
③高温-短停留时间可使炔烃收率明显增加,并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大。
6. 裂解气预分馏的目的和任务分别是什么?答:裂解气预分馏的目的是: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;④继续回收裂解气低能位热量。
裂解气预分馏的任务是:①保证裂解气压缩机的正常运转,并降低裂解气压缩机的功耗,减少压缩分离系统的进料负荷;②大大减少污水排放量;③合理的热量回收,由急冷油回收的热量用于发生稀释蒸汽,由急冷水回收的热量用于分离系统的工艺加热。
7. 裂解气的净化主要除掉哪几种组分?为什么要除去?原理是什么?答:裂解气的净化主要除掉酸性气体(CO2,H2S和其他气态硫化物)、水、炔烃等杂质。
除去这些杂质的原因为:这些杂质的含量虽不大,但对深冷分离过程是有害的。
对裂解气分离装置而言,CO2会在低温下结成干冰,造成深冷分离系统设备和管道堵塞,H2S将造成加氢脱炔催化剂和甲烷化催化剂中毒;对于下游加工装置而言,当氢气,乙烯,丙烯产品中的酸性气体含量不合格时,可使下游加工装置的聚合过程或催化反应过程的催化剂中毒,也可能严重影响产品质量,使产品达不到规定的标准。
原理分别如下:⑴脱除酸性气体①碱洗法用NaOH作为吸收剂,通过化学吸收使NaOH与裂解气中的酸性气体发生化学反应,脱除酸性气体。
②乙醇胺法用乙醇胺作为吸收剂,除去CO2和H2S,是一种物理吸收和化学吸收相结合的方法。
⑵脱水吸附法进行干燥,采用分子筛(离子型极性吸附剂)对极性分子特别是水有极大的亲和性,易于吸附。
⑶脱炔溶剂吸收和催化加氢将炔烃加氢成烷烃除去。
8. 脱除酸性气体有哪2种方法?各有什么优缺点?答:脱除酸性气体的方法有碱洗法和乙醇胺法两种。
其优缺点如下表:9. 裂解气的压缩和制冷的目的是什么?答:裂解气的压缩是为了节约冷量,因为裂解气中许多组分在常压下都是气体,其沸点很低,常压下进行各组分精馏分离,则分离温度很低,需要大量冷量。
为了使分离温度不太低,可通过压缩气体适当提高压力。
裂解气的制冷是为了在深冷分离过程中,利用制冷剂压缩和冷凝得到制冷剂液体,再于不同压力下蒸发以获得不同温度级位的冷冻过程。
10. 什么是裂解气的前加氢和后加氢工艺?答:裂解气的前加氢是指在裂解气中氢气未分离出来之前,利用裂解气中H2进行选择性加氢,以脱除其中的炔烃;后加氢是指裂解气分离出C2馏分、C3馏分后,再分别对C2和C3馏分进行催化加氢,以脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯。
11. 裂解气分离流程中能耗最大的两个是什么?答:裂解气分离流程中能耗最大的两个分别是“脱甲烷”和“乙烯精馏”。
脱甲烷塔是脱除裂解气中的氢和甲烷,是裂解气分离装置中投资最大、能耗最多的环节,其冷冻功耗约占全装置冷冻功耗的50%以上。