基本有机化工工艺学整理

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《化工工艺学》期末复习题初步整理

《化工工艺学》期末复习题初步整理

《化工工艺学》复习题初步整理1 绪论1.掌握以下概念化学工业:又称化学加工工业,泛指生产过程中化学方法占主要地位的制造业。

化学工艺学:即化工生产技术,系指将原料物质主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这种转变的全部化学的和物理的措施.化学工程学:化学工程学主要研究:化学工业和其它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,它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,特别是放大中的效应。

2.现代化学工业特点。

1.原料、生产方法和产品的多样性与复杂性;2.向大型化、综合化发展,精细化率也在不断提高;3.是多学科合作、生产技术密集型的生产部门;4.重视能量合理利用,以及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。

化工生产中易燃、易爆、有毒仍然是现代化工企业首要解决的问题。

3.化学工业发展方向。

1。

面向市场竞争激烈的形势,积极开发高新技术,缩短新技术、新工艺工业化的周期,加快产品更新和升级的速度;2。

最充分、最彻底地利用原料;3.大力发展绿色化工;4.化工过程要高效、节能和智能化;5.实施废弃物的再生利用工程。

4.化学工业的原料资源自然资源:矿物、生物、空气和水。

矿物资源:金属矿、非金属矿、化石燃料矿生物资源:农、林、牧、副、鱼的植物体和动物体另外:再生资源(废物利用)化学工业主要产品无机化工产品:酸、碱、盐基本有机化工产品:乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘、合成气等。

高分子化工产品:塑料、合成橡胶、合成纤维、橡胶制品、涂料和胶粘剂等.精细化工产品:涂料、表面活性剂、粘合剂、催化剂、食品添加剂等.生物化工产品:甘油、柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸、各种氧基酸、酶制剂、核酸、生物农药、饲料蛋白抗生素、维生素、甾体激素、疫苗等。

2 化学工艺的共性知识1.为什么说石油、天然气和煤是现代化学工业的重要原料资源?答:⑴基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等产品大约有90℅来源于石油和天然气,有机化工产品的上游原料之一:三烯主要由石油制取;⑵天然气的热值高、污染少、是一种清洁能源,同时又是石油化工的重要原料资源;⑶从煤中可以得到多种芳香族化合物,是精细有机合成的主要原料,煤的综合利用可为能源化工和冶金提供有价值的原料.他们的综合利用途径有哪些?⑴石油:①一次加工:常压蒸馏、减压蒸馏②二次加工:催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解、烷基化、异构化、焦化等。

基本有机工艺学

基本有机工艺学

基本有机化工工艺学练习2一、名词解释:1. 芳烃的歧化反应:一般指两个相同的芳烃分子在酸性催化剂作用下,一个芳烃上的侧链烷基转移到另一个芳烃分子上的反应。

2. 芳烃的烷基转移反应:是指两个不同芳烃分子发生烷基转移的过程。

3. 芳烃的烷基化:又称烃化。

是芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基所取代而生成烷基芳烃的反应。

4. 芳烃的脱烷基化:是烷基芳烃分子中与苯环直接相连的烷基,在一定条件下被脱去的反应。

5、选择性加氢:有些加氢反应被加氢的化合物分子有两个以上的官能团,要求只一个官能团有选择性地加氢,而另一个官能团仍保留,这种加氢反应被称为选择性加氢。

6、氢蚀:是指钢暴露在高温高压的氢气环境中,氢原子在设备表面或渗入钢内部与不稳定的碳化物发生反应生成甲烷,使钢脱碳,机械强度受到永久性破坏。

在钢的内部生成的甲烷无法外溢而聚集在钢内部形成巨大的的局部压力,从而发展为严重的鼓包开裂。

7、氢的爆炸极限:氢气与空气混合的爆炸极限是4.1%-74.2%(体积分数),与氧气混合的爆炸极限是4.65%-73.9%(体积分数)8、骨架催化剂:将具有催化活性的金属和铝或硅制成合金,在利用氢氧化钠溶液浸渍合金,除去其中部分的硅或铝,即得到活性金属的骨架称为骨架催化剂。

9、MTBE:(methyl tert-butyl ether)为甲基叔丁基醚的英文缩写,是一种高辛烷值(辛烷值115)的汽油添加剂。

10、氧化脱氢:“接受体”夺取烃分子中的氢,使其转变为相应的不饱和氢而被氧化,这类烃类脱氢反应被称为氧化脱氢。

二、填空题:1.目前工业上芳烃主要来自煤干馏副产粗笨和煤焦油;烃类裂解制乙烯副产裂解汽油和催化重整产物重整汽油三个途径。

2.芳烃转化反应主要有异构化反应、歧化反应、烷基化反应、烷基转移反应和脱烷基反应等几类反应。

3.芳烃的转化反应(脱烷基反应除外)都是在酸性催化剂作用下按照(离子型反应)机理进行的。

4.芳烃转化反应所采用的催化剂主要有无机酸、酸性卤化物和固体酸三类。

基本有机化工工艺学总复习题

基本有机化工工艺学总复习题

..化工工艺学概论基本有机化工工艺部分总复习题一、填空题:1、基本有机化学工业是化学工业中的重要部门之一,它的任务是:利用自然界存在的(煤、石油天然气)和生物质等资源,通过各种化学加工的方法,制成一系列重要的基本有机化工产品。

2、(乙烯)的产量往往标志着一个国家基本有机化学工业的发展。

3、天然气主要由(甲烷)、乙烷、丙烷和丁烷组成。

4、天然气中的甲烷的化工利用主要有三个途径之一:在镍催化剂作用下经高温水蒸气转化或经部分氧化法制(合成气),然后进一步合成甲醇、高级醇、氨、尿素以及一碳化学产品。

5、石油主要由(碳、氢)两元素组成的各种烃类组成。

6、石油中所含烃类有烷烃、(环烷烃)和芳香烃。

7、根据石油所含烃类主要成分的不同可以把石油分为烷基石油(石蜡基石油)、环烷基石油(沥青基石油)和(中间基石油)三大类。

8、根据不同的需求对油品沸程的划分也略有不同,一般分为:(轻汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油)和重油。

9、原油在蒸馏前,一般先经过(脱盐)、(脱水)处理。

10、原油经过初馏塔,从初馏塔塔顶蒸出的轻汽油,也称(石脑油)。

11、石脑油是(催化重整)的原料,也是生产(乙烯)的原料。

12、催化裂化目的是将不能用作轻质燃料油的(常减压馏分油)加工成辛烷值较高的汽油等轻质原料。

13、直链烷烃在催化裂化条件下,主要发生的化学变化有:(碳链的断裂和脱氢反应、异构化反应)、环烷化和芳构化反应和叠合、脱氢缩合等反应。

14、基本有机化学工业中石油加工方法有常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、(加氢裂化)。

15、催化重整是使原油常压蒸馏所得的轻汽油馏分经过化学加工变成富含芳烃的高辛烷值汽油的过程,现在该法不仅用于生产高辛烷值汽油,且已成为生产(芳烃)的一个重要来源。

16、催化重整常用的催化剂是(Pt/Al2O3 )。

17、催化重整过程所发生的化学反应主要有:(环烷烃脱氢芳构化)环烷烃异构化脱氢形成芳烃、烷烃脱氢芳构化、正构烷烃的异构化和加氢裂化等反应。

化工工艺学_习题考试复习

化工工艺学_习题考试复习

化⼯⼯艺学_习题考试复习第⼀章绪论1、化⼯⼯艺学:研究由化⼯原料到化⼯产品的转化⼯艺,系指原料物质经过化学反应转变为产品的⽅法和过程,包括实现这种转化的全部化学和物理的措施。

2、化⼯⼯艺学是研究内容:由化⼯原料加⼯成化⼯产品的⽣产过程的⽣产⽅法、原理、流程和设备。

3、化⼯⼯艺学的研究⽬的:是创⽴技术先进、经济合理、⽣产安全、环境⽆害的⽣产过程。

4、化⼯⽣产过程:原料预处理、化学反应、产品分离及精制和产品包装与储运四⼤步骤6、“三烯三苯⼀炔⼀萘”:⼄烯、丙烯、丁⼆烯、苯、甲苯、⼆甲苯以及⼄炔和萘。

7、绿⾊化学⽬标为任何⼀个化学的活动,包括使⽤的化学原料、化学和化⼯过程、以及最终的产品,对⼈类的健康和环境都应该是友好的。

第⼆章化⼯原料1、化学⼯业的主要原料:包括煤、⽯油、天然⽓和农副产品等。

2、煤的化⼯利⽤途径主要有煤⼲馏、煤⽓化、煤液化、煤制电⽯。

3、煤的⼲馏是煤在隔绝空⽓条件下,加热分解形成⽓态(煤⽓)、液态(焦油)和固态(半焦或焦炭)产物过程(炼焦、焦化)4、煤的⽓化以煤、焦炭(半焦)为原料,以⽔蒸汽、氧⽓或空⽓为⽓化剂,在⾼温(900~1300℃)条件下,转化成主要含有氢⽓和⼀氧化碳的过程。

5、对⽯油进⾏⼀次加⼯和⼆次加⼯。

⼀次加⼯⽅法为常压蒸馏和减压蒸馏;⼆次加⼯主要⽅法有:催化重整、催化裂化、加氢裂化和烃类热裂解等。

6、原油预处理:⽅法:⽤加破乳剂和⾼压电场联合作⽤的脱⽔脱盐——电脱盐脱⽔。

罐注⽔⽬的:溶解原油中结晶盐、减弱乳化剂作⽤、利于⽔滴聚集。

原理:破乳剂和⾼压电场作⽤下破乳化,使⽔凝聚沉降分离。

为什么原油要进⾏预处理:含盐、含⽔来源;含⽔——增加燃料消耗和冷却⽔消耗;含盐、----在炉管、换热器管形成盐垢,堵塞管路;设备腐蚀7、原油常减压蒸馏主要设备:常压塔,蒸馏塔。

原因:其中350℃以上的⾼沸点馏分,在⾼温(>400℃)会发⽣分解和缩合反应,产⽣焦炭,导致管路堵塞. 现代技术通过减压蒸馏可从常压重油中拔出低于550℃的馏分。

基本有机化工工艺全

基本有机化工工艺全

基本有机化工工艺全一、基本有机化工工艺架构基本有机化工工艺通常由四个主要部分组成,包括原料处理、反应装置、分离和纯化以及产品制备。

1.原料处理:原料处理是基本有机化工工艺中的第一步,它包括原料的采集、储存和预处理。

原料可以是天然资源,如石油、天然气、植物提取物等,也可以是化学品的中间体或废弃物。

原料处理的目标是提供高质量的原料,以确保后续反应的顺利进行。

2.反应装置:反应装置是基本有机化工工艺的核心部分,它用于进行化学反应。

常用的反应装置包括反应釜、反应塔、固定床反应器等。

反应装置的设计应考虑反应的速率、温度、压力等因素,并提供适当的搅拌和加热冷却设备以控制反应条件。

3.分离和纯化:化学反应产生的产物通常与其他物质混合在一起,需要进行分离和纯化。

常用的分离和纯化技术包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。

分离和纯化的目标是得到高纯度的产物,并去除杂质和副产物。

4.产品制备:产品制备是基本有机化工工艺的最后一步,它涉及将纯化后的产物进行加工和包装。

产品制备的目标是得到符合市场需求的最终产品,如液体化学品、固体颗粒、粉末等。

三、基本有机化工工艺流程示例以乙醇酯化为例,介绍基本有机化工工艺的流程。

1.原料处理:乙醇作为酯化反应的醇原料,通过蒸馏等方法提供高纯度的乙醇。

2.反应装置:将乙醇与酸催化剂加入到反应釜中,控制反应温度和压力,并进行搅拌以促进反应进行。

3.反应过程:反应中酸催化剂与乙醇发生酯化反应,生成乙酸乙酯和水。

反应过程通常需要一定的时间,取决于反应物的浓度和反应条件。

4.分离和纯化:将反应釜中的反应液进行分离,通常使用蒸馏技术将乙酸乙酯和水分离。

分离后的乙酸乙酯需要经过进一步的纯化和过滤过程,以确保产物的纯度。

5.产品制备:纯化后的乙酸乙酯经过加工和包装,得到最终的产品。

产品可以用于溶剂、涂料和化妆品等领域。

结论基本有机化工工艺是有机化学与工程技术相结合的产物,通过一系列的化学反应和物理操作,将原料转化为有机化学品。

化工工艺总结

化工工艺总结

化工工艺总结一.化学工艺名词概念1.化学工艺有机化学工业精细化学工业高分子化学工业2.催化剂的有关概念催化剂:催化剂的活化:将制备好的催化剂的活性和选择性提高到正常使用水平的操作。

催化剂的活性:指催化剂改变反应速率的能力,即加快反应速率的程度,它是反映催化剂在一定工艺条件下催化性能的主要指标。

催化剂的选择性:指催化剂使反应向着所需方向进行生成目的产物的能力。

催化剂的活性温度:催化剂保持活性稳定的温度,是确定反应温度的依据。

催化剂的空隙率:催化剂床层空隙体积与催化剂床层总体积之比。

催化剂的比表面积:指每克催化剂的表面积。

3.转化率:某一反应物参加反应的量占其加入量的百分数。

平衡转化率:某一化学反应达到化学平衡状态时,转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数。

单程转化率:表示反应物一次通过反应器,参加反应的某种原料量站通入反应器的反应物总量的百分数。

全程转化率(总转化率):以包括循环系统在内的反应器、分离设备的反应体系为研究对象,参加反应的物料量占进入反应体系总原料量的百分数。

产率:实际所得目的产物量占按反应了原料计算应得产物理论量的百分数。

收率:生成某产物的实际产量占按加入的某一反应物计算生成该产物的理论产量的百分数。

质量收率:实际获得产品质量占其加入反应器原料质量的百分数。

消耗定额:生产单位产品所消耗的原料量,即每生产一吨100%的产品所消耗的原料量。

4.空间速度:单位时间、体积催化剂上通过的标准状态下反应器气体的体积。

空时产率:空时产量:在一定反应条件下,单位时间单位体积催化剂上生成目的产物得数量。

接触时间:(停留时间)反应物在反应状态下与催化剂的接触时间。

5.物料中间体:爆炸极限:可燃气体、蒸汽、粉尘与空气混合在一定浓度范围内与明火发生爆炸,这个浓度范围就称为爆炸极限。

6.单元反应焙烧反应:在底于熔点下,原料中的主要成分与空气中的氧气反应生成氧化物炉气的过程。

烃类热裂解:烃类在高温下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。

基本有机化工工艺学总复习题.

基本有机化工工艺学总复习题.

基本有机化工工艺学总复习题.化工工艺学概论基本有机化工工艺部分总复习题一、填空题:1、基本有机化学工业是化学工业中的重要部门之一,它的任务是:利用自然界存在的(煤、石油天然气)和生物质等资源,通过各种化学加工的方法,制成一系列重要的基本有机化工产品。

2、(乙烯)的产量往往标志着一个国家基本有机化学工业的发展。

3、天然气主要由(甲烷)、乙烷、丙烷和丁烷组成。

4、天然气中的甲烷的化工利用主要有三个途径之一:在镍催化剂作用下经高温水蒸气转化或经部分氧化法制(合成气),然后进一步合成甲醇、高级醇、氨、尿素以及一碳化学产品。

5、石油主要由(碳、氢)两元素组成的各种烃类组成。

6、石油中所含烃类有烷烃、(环烷烃)和芳香烃。

7、根据石油所含烃类主要成分的不同可以把石油分为烷基石油(石蜡基石油)、环烷基石油(沥青基石油)和(中间基石油)三大类。

8、根据不同的需求对油品沸程的划分也略有不同,一般分为:(轻汽油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油)和重油。

9、原油在蒸馏前,一般先经过(脱盐)、(脱水)处理。

10、原油经过初馏塔,从初馏塔塔顶蒸出的轻汽油,也称(石脑油)。

11、石脑油是(催化重整)的原料,也是生产(乙烯)的原料。

12、催化裂化目的是将不能用作轻质燃料油的(常减压馏分油)加工成辛烷值较高的汽油等轻质原料。

13、直链烷烃在催化裂化条件下,主要发生的化学变化有:(碳链的断裂和脱氢反应、异构化反应)、环烷化和芳构化反应和叠合、脱氢缩合等反应。

14、基本有机化学工业中石油加工方法有常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、(加氢裂化)。

15、催化重整是使原油常压蒸馏所得的轻汽油馏分经过化学加工变成富含芳烃的高辛烷值汽油的过程,现在该法不仅用于生产高辛烷值汽油,且已成为生产(芳烃)的一个重要来源。

16、催化重整常用的催化剂是( Pt/Al2O3)。

17、催化重整过程所发生的化学反应主要有:(环烷烃脱氢芳构化)环烷烃异构化脱氢形成芳烃、烷烃脱氢芳构化、正构烷烃的异构化和加氢裂化等反应。

化工工艺学基础知识

化工工艺学基础知识

化工工艺学基础知识化工工艺学是化学工程的基础学科,主要研究化工过程的设计、操作与优化。

在本文中,我们将介绍化工工艺学的基本概念、工艺流程、传热传质、反应器的种类和操作等基础知识。

一、化工工艺学的基本概念化工工艺学是化学工程学的核心学科之一,它研究的是将原料通过物理和化学变化转化为有用的产品的过程。

化工工艺学的核心任务是通过对反应原理、装置流程和操作条件的研究,从而实现化工生产的高效、安全和可持续发展。

在化工工艺学中,需要考虑的因素包括能源消耗、环境影响、产品质量和经济效益等。

化工工艺学的基本概念主要包括以下几个方面:- 反应原理:研究物质之间的化学反应原理,包括反应速率、化学平衡等。

- 工艺流程:研究化工装置的结构和流程,包括物料的流动路径、热量的传递方式等。

- 传热传质:研究热量和物质在装置内的传递方式和规律,包括传热传质的基本方程和计算方法。

- 反应器:研究化学反应器的种类、结构和操作条件,包括批式反应器、连续式反应器等。

二、化工工艺流程化工工艺流程是指将原料通过一系列的物理和化学变化转化为有用的产品的过程。

在化工工艺流程中,通常包括以下几个步骤:原料准备、反应、分离、纯化和产品收集等。

对于不同的化工产品,其工艺流程可能会有所不同。

比如对于有机合成反应,工艺流程通常包括以下几个基本步骤: 1. 原料准备:原料的准备包括将原料分离、粉碎、干燥等处理,以满足反应的要求。

2. 反应:反应是将原料转化为有用产品的核心步骤。

在反应过程中,反应物通过化学反应发生变化,生成产物。

3. 分离:分离是将反应混合物中的产物与未反应物等杂质分离的过程。

常用的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶等。

4. 纯化:纯化是将分离得到的产物进一步提纯的过程。

常用的纯化方法包括再结晶、吸附等。

5. 产品收集:最后一步是将得到的产品进行收集和包装。

三、传热传质在化工工艺中,传热传质是一个非常重要的环节。

传热传质是指热量和物质在化工设备中的传递过程。

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基本有机化工工艺学Ch1.化工工艺学1化工工艺学?研究如何将原料转化为产物的一门学科2 工艺?由原料生成产物的过程3 天然气?以甲烷为主要气体的燃气4 .天然气的利用主要有三条途径?转化氧化裂解5 石油加工的主要途径?蒸馏、催化裂解、加氢精制、焦化、催化重整、脱蜡、溶剂抽提6 炼厂气炼油厂所有产物的气体统称7 辛烷值正庚烷的辛烷值为零,异庚烷的辛烷值为100,指异庚烷所占的百分比8 有机化工的主要原料三烯(乙烯、丙烯、丁二烯),三苯(苯、甲苯、二甲苯),一萘(萘),一炔(乙炔)Ch2.烃类热裂解1烃类热裂解与催化裂解的区别有无催化剂,温度高低,原料的选择面2热裂解的主要反应断裂和脱氢,环烷化和芳构化,异构化,聚合和缩合3裂解深度的几种表示方法转化率,出口温度,乙烯收率,动力学深度函数4温度、时间、压力的影响温度—停留时间效应(1).裂解温度与停留时间是相互依赖,相互制约的。

没有高温,停留时间无论怎样变化都不能提高乙烯的收率。

同样,如果没有适当的停留时间,温度再高也不能有好的收率。

(2).缩短停留时间,便可以允许提高温度。

压力(1).从压力平衡分析从热力学分析,烃类裂解(一次反应)是分子增多的反应,而二次反应是分子减少的反应,降压有利。

(2).从动力学分析一是减压操作二是采用惰性气体作稀释剂,降低分压(3).稀释剂的降压作用要求:具有稳定性→(热稳定、化学稳定),要易分离5水蒸气作稀释剂的优点易得、热容大;易分离;清焦作用6 SRT型炉的演变过程反应初期要解决传热问题,采用多股小管径增加传热面积;反应后期多股变成一股,采用粗管径堵塞的可能,使物料在炉内流动先慢后快,停留时间先长后短。

7如何判别清焦进口压力是否增加;乙烯含量是否增加;炉管上光亮点的大小8间接急冷工业解决结焦的方法.能量回收的途径方法:控制停留时间;控制出口温度高于裂解气的入口温度途径:高温裂解气;热油;烟道气9酸性气体的脱除酸性气体指CO2、H2S及少量有机硫化物。

危害:1)腐蚀管路与设备2)影响催化剂的寿命3)堵塞管路——干冰10脱水、分子筛吸附规律、再生步骤脱水方法:冷冻法;固体干燥法要求:a.干燥度要高b.生产能力大,吸附量大c.能重复使用d.强度和稳定性分子筛吸附规律: 吸附小于其孔径的分子。

极性吸附剂。

它对极性分子有较大的亲和力。

分子的不饱和度越大,越容易被吸附。

沸点越低,越不易被吸附。

再生步骤:a.放油——防止气化→要带压放油b.增湿——用水替代烃类c.逆流加热——确保干燥度11油吸收与深冷的区别深冷分离的原理:利用裂解气中各组分的相对挥发度不同,在低温下将裂解气中除了甲烷和氢以外的其它组分全部地冷凝下来。

然后再用精馏的方法将各组分逐一分开。

油吸收分离的原理:利用溶剂对裂解气中各组分的不同吸收能力,将裂解气中除了甲烷和氢以外的其它组分全部吸收下来。

然后再用精馏的方法将各组分逐一分开。

区别:脱甲烷和氢气的形式不同12 脱甲烷过程两个重要指标:1.甲烷对乙烯的相对挥发度α α↗分离易2.尾气中的乙烯含量含量↗收率↘13乙烯精馏1.侧线采出2. 中间再沸Ch3.芳烃转化1.芳烃转化(1)cat能提供质子(H+),而质子只有一个正电荷,所以转移速度很快,容易接近其它极性分子中带负电的一端,形成化学键,同时因质子半径小,呈现很强的电场强度,极化接近它的分子,形成新键。

(2)另一方面芳烃转化反应中的反应物是芳烃,也有烯烃。

它们是对质子具有一定亲和力的弱碱。

因此能与催化剂提供的质子亲和形成正烃离子。

2.结构对形成正烃离子的影响对于芳烃决定于取代基,取代基增加则。

增加;对于烯烃取决于碳的多少,碳增加,什么都增加。

3.反应类型异构化;歧化与烷基转移;烷基化和脱烷基化4.混合氧化物cat无机酸H2SO4、HCl、H3PO4 质子酸腐蚀性强酸性卤化物AlCl3 通式HX-MXn固体酸5.烷基化的方法及机理方法:气液相烷基化法;气固相法;低浓度乙烯气固相法机理:AlCl3为主cat,HCl为助cat6.反应器的选择气—液相反应;有AlCl3和HCl存在;反应易达平衡,受返混影响不大;乙烯溶解及反应均为放热反应;络合物长期使用,易树脂化造成堵塞Ch4.加氢1.脱氢反应的反应类型环烷烃的脱氢;芳香烃的脱氢或脱氢缩合;链烃的脱氢;直链烃的脱氢环化或芳构化;醇类的脱氢2.乙苯脱氢制苯乙烯主反应:副反应:3.影响因素1)温度脱氢是吸热反应T ↗ X ↗ 有利2)压力脱氢反应是分子增多的反应P↘ Kx↗ x↗ 有利3)cat a.铁系 b.镍系 c.铬系4.反应器结构等温式列管反应器优点:反应器轴向温度分布均匀,易于控制,不需要过热蒸汽,蒸汽耗量少,能量消耗少。

缺点:需要特殊合金钢,结构复杂,检修不方便。

绝热式列管反应器优点:结构简单,反应空间利用率高,不需耐热金属材料,检修方便,基建投资少。

缺点:温度波动大,操作不平稳,消耗大量的高温蒸汽。

Ch5.脱氢1.脱氢反应的反应类型环烷烃的脱氢;芳香烃的脱氢或脱氢缩合;直链烃的脱氢;直链烃的脱氢环化或芳构化;醇类的脱氢2.乙苯脱氢制苯乙烯主反应:副反应:3.影响因素1)温度脱氢是吸热反应T ↗ X ↗ 有利2)压力脱氢反应是分子增多的反应。

P↘ Kx↗ x↗ 有利3)cat a.铁系 b.镍系 c.铬系4.反应器结构等温式列管反应器优点:反应器轴向温度分布均匀,易于控制,不需要过热蒸汽,蒸汽耗量少,能量消耗少。

缺点:需要特殊合金钢,结构复杂,检修不方便。

绝热式列管反应器优点:结构简单,反应空间利用率高,不需耐热金属材料,检修方便,基建投资少。

缺点:温度波动大,操作不平稳,消耗大量的高温蒸汽。

Ch6.催化氢化1.氧化反应的类型1)在作用物分子中直接引入氧CH3CHO+1/2O2→CH3COOHCH2=CH2+1/2O2→CH3CHO2)作用物分子脱去氢同时添加氧CH2=CHCH3+O2→CH2=CHCHO+H2O3)作用物分子只脱去氢,氢被氧化成水——氧化脱氢反应CH3CH2OH+1/2O2→CH3CHO+H2OCH3CH2CH=CH2+1/2O2→CH2=CHCH=CH2+H2O4)两个作用物分子共同失去氢,氢被氧化为水——氧化偶联反应CH3CHCH3+NH3+3/2O2→CH2=CHCN+3H2O5)降解氧化反应2.均相氧化反应的机理3.cat加入后的作用缩短或清除了诱导期促进过氧化物的分解,加速分支氧化反应的进行可提高氧化反应选择性4.均相氧化反应的特点气液相反应;氧的传递过程对反应影响大;反应热效应大;具有腐蚀性;有爆炸危险性5.氧化反应器能提高供充分的相接触表面;能有效的移出反应热;设备必须防腐;需有安全装置6.非均相催化氧化反应的特点反应过程复杂:A.扩散反应物通过流体相向cat表面扩散B.吸附反应物在cat表面吸附C.表面反应D.脱附产物从cat表面脱附E.反扩散脱附的产物内由表面扩散到流体相并带出热量强放热反应7.络合催化氧化的特点反应条件温和;反应选择性高;反应产物可预见;反应产物和调Ch7.氯化1.氯化反应的方法热氯化法;光氯化法;化氯化法;氧氯化法2.烃类氯化反应的一般规律1)在低温和中温时,不同位置上的氢原子被取代的速度按下列次序递增伯<仲<叔2)在高温时,各氢原子被取代的速度相等(趋近于)。

3)在液相中进行氯化时,反应速度较快。

既液相氯化可在比气相氯化为低的温度下达到同一相对取代速度。

4)水分、炭、cat和光的作用对伯、仲、叔氢原子的相对取代速度没有重大影响。

5)升高温度和延长时间可以导致一氯代物的裂解而脱掉氯化氢。

此时最稳定的是伯位氯取代物,其次是仲、叔。

6)当烃类过量,并且氯化物条件维持不变时,则生成的一氯代物与多氯代物的产率可以用下式表示:x=k·y 式中:x——一氯代物与多氯代物的重量比k——对一定的烃是一常数3.取代和加成反应的竞争规律低温时发生加成反应活化能起决定因素高温时发生取代反应位阻起决定作用Ch8.物料及能量衡算化工过程的主要效率指标1.转化率(conversion)X=反应掉的量/进入反应器的原料量2.选择性(selectivity)S=转化为目的产物的原料量/反应掉的原料量3.收率(yield)Y=S·X一、常用的几个衡算方法原子衡算:这是物料衡算的一种重要形式,在做衡算时不需要考虑化学反应的细节。

Ex1.石油化工厂中一种制氢方法是将烃类气体(如甲烷、乙烷)在镍cat上与水蒸气反应。

若离开反应器气体的干基数据为:化合物CH4C2H6CO CO2H2组成mol% 4.6 2.5 18.6 4.6 69.7若反反应器进料中的烃只含甲烷和乙烷,问:1.进料中这两种气体的mol比是多大?2.反应器中每1000标m3烃气进料需多少千克水蒸气?组分衡算:对于没有反应的过程,就不需做原子衡算,这时做组分衡算就比较适合。

Ex2. 在一吸收塔中要制含10%(wt)丙酮的水溶液50kg进塔气中含丙酮20%,其余为空气,塔顶用水吸收。

吸收尾气中尚含3%(wt)丙酮。

求:加入到吸收塔中的丙酮空气混合物的量。

基准50kg产物0.2x→加入的丙酮量0.8x→加入的空气量0.8x/0.97→尾气量(0.8x/0.97)×0.03→尾气中放走的丙酮量0.2x=(0.8x/0.97)×0.03+5x=28.5节点衡算联系物衡算Ex3.环境部门认为,若离开烟囱的气体中CO2的含量大于15%时,对健康不利,违反城市卫生规定。

假定燃烧的是100%天然气,空气量刚好调到130%,检查时发现CO2的含量为20%。

问:这数据是否可靠?取100mol天然气为基准CH4+2O2→CO2+2H2O100molCH4需O2为200mol实际200×1.3=260molO2260molN2978.1mol进入反应器出反应器CH4 100 /O2260 60N2 978.1 978.1CO2/ 100 CO2含=8.8%<15%∑ 1138.1具有循环过程的衡算1.总衡算FF=P+W 一般在已知总转化率时可采用注:不涉及RC,与具体过程无关。

2.反应器它是将MF、RP&αs 联系起来与RC有关3.节点 A.FF+RC=MF B.SP=RC+W+PEx5:氢、一氧化碳在高压下合成甲醇的反应CO+2H2→CH3OH。

H2和CO以化学计量比加入,这两种原料是天然气重整得到的。

这种天然气含0.5%(体)的杂质I,每次通过反应器的转化率是60%,进入反应器的杂质应保持低于2%(体),所有的流股都是理想气体。

a.对每mol原料应有多少mol循环回到反应器?b.对每mol新鲜原料应排放多少mol?Ex6:当丙烷脱氢时主反应为C3H8→C3H6+H2副反应为C3H8→C2H4+CH4其总转化率为95%,选择性为90%。

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