化学工艺学复习题

1.根据煤化程度不同分类，决定煤阶的最可靠基础？（挥发分，固定碳）2.烷基化法制苯与乙苯的方法？①改良三氯化铝法②液相分子筛法③气相分子筛法④催化蒸馏法⑤催化干气制乙苯工艺3.氢气的工艺能源？（①水电解制氢②副产氢气的回收③由煤制氢④由气态烃和轻油转化制氢-----水蒸气转化法、部分氧化（燃烧）法）4.按照原料的运行状态，煤的气化工艺分类和各自的代表性？①固定床(块煤)：常压固定床、加工固定床②流化床（碎煤）：温克勒炉、U—GaS炉、灰熔聚气化炉③气化床（粉煤）：德士古炉、壳牌炉5.炼焦过程中为改善高度方向加热的均匀性方法？(高低灯头、不同隔墙厚度，分段加热和废气循环)P4716.现代新型煤化工主要包括范围：煤焦化、煤气化、直接液化、煤基化工产品、煤炭多联产技术、有效合成气为CO和H2、甲醇、乙二醇、烯烃、二甲醚、醋酸、油类。

7.煤的热解过程三个阶段？①第一阶段（室温~300℃）该阶段，煤外形无变化，褐煤在200℃以上发生脱羧基反应，进300℃时开始热解反应，烟煤和无烟煤在该阶段一般无变化。

脱水发生在120℃前，而脱气（CH4,CO2,N2）大致在200℃前后完成②第二阶段（300℃—600℃）该阶段以解聚和分解反应为主，煤黏结成半焦，并发生一系列变化。

煤从300℃左右开始软化，并有煤气和焦油析出，在450℃前后析出焦油量最大，在450—600℃气体析出量最多。

煤气主要成分除热解水、CO和CO2外，主要为气态烃，故热值较高③第三阶段（600—1000℃）这是半焦聚合形成焦炭的阶段，以缩聚反应为主。

析出焦油极少，挥发物主要为煤气，700℃后煤气成分主要为氢气，从半焦到焦炭，一方面析出大量煤气，一方面焦炭密度增加。

8.石油加工过程一般包括的加工工艺（原油的预处理和常减压蒸馏，催化裂化和加氢裂化，催化重整和芳烃抽提，延迟焦化）9.精细化工单元反应中磺化剂和硝化剂包括？磺化反应一般采用浓硫酸或发烟硫酸作为磺化剂，有时也采用三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫加氯气、二氧化硫加氧气、以及亚硫酸钠等作为磺化剂；硝化剂主要是硝酸，从无水硝酸到稀硝酸都可，硝化剂常常不是单独的硝酸，而是硝酸和各种质子酸、有机酸、酸酰及各种路易斯酸的混合物，还可用氮的氧化物、有机硝酸酯作为硝化剂10.煤炭直接和间接液化煤炭直接液化是指通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为较低分子的液体燃料的过程。

煤炭间接液化是首先将煤气化制合成气（CO+H2），合成气经净化、调整H2/CO比，再经过催化合成为液体燃料的过程。

11.工业上不同的氯化方法（热氯化法:、光氯化法、催化氯化）12.配煤原理（①胶质层重叠原理②互换性原则③共炭化原理13.提高汽油辛烷值的方法：添加四乙基铅，增加汽油中芳烃，环烷烃和异构物烷烃的量，添加烷基醚或烷基醇14.克劳斯法脱硫化氢原理？在克劳斯氧化燃烧器中，与1200℃下硫化氢部分燃烧生成二氧化硫，释放出的热量可用于制造水蒸气。

随后，气体进入克劳斯催化反应器，用铝土矿作催化剂，于300—350℃将进料气转化为气态硫，用水喷淋冷却即析出液态硫磺。

15.根据反应性质，焙烧的类型分为氧化焙烧、硫酸化焙烧、挥发焙烧、氯化焙烧、还原焙烧、氧化钠化焙烧16.叙述浓硝酸的生产过程生产浓硝酸有直接法、间接法和超共沸酸精馏法，（1）直接法（直硝法）由氨和空气经氧化直接合成浓硝酸①制一氧化氮氮和空气通过铂网催化剂，在高温下被氧化成一氧化氮，并急冷至40—50℃，使生成的水蒸气经冷凝而除去②制二氧化氮一氧化氮和空气中的氧反应，生成NO2后，残余的未被氧化的NO和w(HNO3)＞98％的浓硝酸再反应，被完全氧化成二氧化氮③分出二氧化氮在低温下用浓硝酸【w(HNO3)＞98％】吸收二氧化氮成发烟硝酸，不能被吸收的惰性气体排出系统另行处理④制纯NO2并冷凝聚合为液态四氧化二氮加热发烟硝酸，它热分解放出二氧化氮，然后把这种纯的NO2冷凝成为液态四氧化二氮⑤高压釜反应制浓硝酸将液态四氧化二氮与稀硝酸混合送入高压釜，在5.0MPa压力通入氧气，四氧化二氮与水和氧反应直接生成浓硝酸（2）间接法（间硝法）是先生产稀硝酸再设法将稀硝酸中水分脱除，将浓度提高至共沸酸浓度以上，经蒸馏得到成品硝酸（3）超共沸酸精馏法是设法脱除氧化气中较多的水分，使NOx直接生成超共沸酸，再经蒸馏制得浓硝酸的方法17.解释加氢和脱氢，加氢和脱氢的催化剂有哪几类？防止催化剂表面结焦采取哪些方法？加氢:氢分子进入化合物内，使化合物还原，或提高不饱和有机化合物的饱和度的一种特殊类型的还原反应。

脱氢：系指从化合物中除去氢原子的过程，是氧化反应的一个特殊类型。

加氢催化剂有：金属催化剂，合金催化剂（骨架催化剂、熔铁催化剂两类），金属氧化物和硫化物催化剂以及均相配位催化剂；脱氢催化剂有：金属，金属氧化物，金属盐类；方法：①在催化剂中加入助催化剂，作用是:稀释催化剂表面的脱氢活性中心，并将活性组分分割成较独立的微小区域；可中和一部分活性过强的活性中心，抑制裂解②在工业上也常采用降低原料气压力或添加水蒸气稀释反应物的办法。

③降低产物在催化剂表面的停留时间18.叙述焙烧、煅烧和烧结之间的异同点，并用化学反应式表示各自的应有实例?焙烧和煅烧是两种常用的化工单元工艺，两者的共同点是都在低于炉料熔点的高温下进行，不同点前者是原料与空气、氯气等气体以及添加剂发生化学反应，后者是物料发生分解反应，失去结晶水或挥发组分。

烧结也是一种化工单元工艺。

烧结与焙烧不同，焙烧在低于固相炉料的熔点下进行反应，而烧结需在高于炉内物料的熔点下进行反应。

烧结也与煅烧不同，煅烧是固相物料在高温下的分解过程，而烧结是物料配加还原剂、助熔剂的化学转化过程。

烧结、焙烧、煅烧虽然都是高温反应过程，但烧结是在物料熔融状态下的化学转化，这是它与焙烧、煅烧的不同之处。

（焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等气流中不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化，还原或其他化学变化的单元过程。

煅烧是在低于熔点的适当温度下，加热物料，使其分解，并除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程）实例：焙烧: 硫铁矿焙烧4FeS2+11O2=2Fe2O3+8O2↑,3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2↑煅烧：重碱煅烧2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O↑烧结：脱氟磷肥生产Ca10F2(PO4)6+2H2O→Ca10(PO4)6(OH)2+2HF↑Ca10(PO4)6(OH)2→2Ca2(PO4)2+Ca4P2O9+H2O↑19.简述平衡型氯乙烯生产流程，并用化学反应式表示平衡型氯乙烯生产流程由三大工艺组成：乙烯液相加成氯化生成1，2—二氯乙烷；乙烯气相氧氯化生成1，2—二氯乙烷；1，2—二氯乙烷热解生成氯乙烯。

①乙烯液相加成氯化：反应温度为50℃左右，催化剂为FeCl3,乙烯：氯气=1.1：1，②乙烯气相氧氯化：反应温度225—290℃，压力1.0MPa,催化剂为CuCl2—KCl/r-Al2O3,乙烯:氯化氢：氧=1：2：0.5 ，③热裂解温度430—530℃，压力2.7 MPa，催化剂为浮石。

由加成氯化和氧氯化生成的粗二氯乙烷进入脱轻组分塔和脱重组分塔，轻组分中含有微量氯化氢气体，需洗涤后利用，重组分含二氯乙烷，需经减压蒸馏回收处理，进入热裂解炉经裂解生成氯乙烯，经氯乙烯精馏塔，塔顶馏出成品氯乙烯20.简述烃类热解工艺条件（1）裂解原料可分为①气态烃原料价格便宜，裂解工艺简单，烯烃收率高，来源有限，运输不便。

②液态烃原料资源丰富，。

便于储存与运输（2）压力裂解反应是体积增大，反应后分子数增多的反应，减压有利于反应，但不允许负压操作（3）裂解温度提高裂解温度，有利于乙烯产率增加（4）停留时间裂解温度越高，允许停留时间越短，反之。

21.炭化室结焦过程和特点炭化室是由两侧炉墙供热，所以结焦过程特点是单向供热，成层结焦，而且成焦过程中，各层炉料的传热性能随温度的变化而变化，且炭化室内产生膨胀压力。

结焦过程分为①干燥预热(20—200℃)，将煤在20—200℃下进行干燥预热，②开始分解（200—350℃）当温度达到200℃时煤开始分解，③生成胶质体（350—450℃），当T达到350℃时开始生成胶质体是炼焦的重要阶段，煤呈“软化”“熔融”状态，产生膨胀，粘结作用④胶质体固化（450—500℃），当T达到450℃时，胶质体开始固化，煤变质程度越高，胶质体固化越高⑤半焦收缩（500—650℃），此阶段，半焦挥发物为CH4、H2等，焦质体变紧密，产生收缩裂纹，变质程度越低，收缩越大，裂纹越大⑥半焦转化为焦炭（650—950℃）此阶段放出气体主要为H2，进一步收缩，焦质体变紧，变硬裂纹放大。

22.论述：煤质对气化影响（1）煤的反应活性指不同条件下，煤炭与不同气化介质相互作用的能力。

反应性的强弱直接影响煤在气化时的有关指标：产气率、灰渣、或飞灰含碳量、耗氧量、煤气成分及热效率等。

不论何种气化工艺，煤活性高总是有利的。

（2）煤的粘结性煤受热时会相互粘结在一起。

对移动床煤气化，煤料粘结，将破坏料层中气流分布，对流化床气化法，煤粒粘结，会破坏正常的流化状态。

适用的气化用煤是不粘结或弱粘结性煤，由于气流床气化炉内，煤粒之间接触少，故可用粘结性煤。

（3）结渣性煤中矿物质，在气化和燃烧过程中，由于灰分软化熔融而变成炉渣的性能成为结渣性。

炉渣会破坏床内均匀的透气性和正常的流化状况。

（4）煤灰的黏温特性为了正常排渣，灰渣粘度不宜超过250Pa.s。

（5）热稳定性指煤在加热时，是否易于破坏的性质。

对于移动床煤气化炉，热稳定性差的煤，会增加炉内阻力和带出物量，降低气化效率（6）机械强度是指煤的抗碎强度、耐磨强度和抗压强度等综合性的物理，机械性能。

一般用机械强度高的煤（7）粒度分布不同点气化工艺对煤的粒度要求不同，粒度分布过宽，随气流带出的小颗粒较多，粒度不均匀，将导致炉内燃料层结构不均匀。

（8）燃料的水分、灰分和硫分控制煤的灰分和水分主要是为了维持正常气化过程，取得较好的气化效率。

23.加氢裂化特点（1）煤的反应活性使用的原料油范围广，连高硫、高氮、高芳烃的劣质重馏分都能加工，加氢裂化产品结构可根据市场调整（2）产品收率高，质量好产品中含不饱和烃少，含重芳烃和非烃类杂质更少，故产品安定性好、无腐蚀。

（3）没有焦炭沉积，所以不需要再生催化剂，因而可以使用固定床反应器；总过程是放热的，所以反应器需冷却，而不是加热。

缺点是:所得汽油辛烷值比催化裂化低，操作费用高。

24.为多产芳烃，在催化重整中要控制那些工艺参数?25.名词解释（1）解释“转化率、选择性、收率、”他们的关系如何？转化率：（以x表示）即A反应物的转化率为A反应物的消耗量与占A反应物的总量的百分数选择性：（以S表示）反应物生成目的产物所消耗的量占反应物反应掉的量的百分数收率：（以Y表示）生成目的产物消耗的反应物量除以反应物（通常指限制反应物）输入量，可用物质的量或质量进行计算（2）煤气化:是以煤或煤焦为原料，以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转化为气体的过程。