石油化工工艺学思考题新
- 格式:doc
- 大小:2.56 MB
- 文档页数:18
第一章思考题答案1. 按一般化工产品生产过程和作用划分,化工工艺流程可概括为哪几个过程?按一般化工产品生产过程的划分和它们在流程中所担负的作用可概括为以下几个过程:(1)生产准备过程——原料工序包括反应所需的主要原料、氧化剂、氮化剂、溶剂、水等各种辅助原料的贮存、净化、干燥以及配制等等。
为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格,根据具体情况,不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎(对固体原料)等多种不同的预处理。
(2)催化剂准备过程——催化剂工序包括反应使用的催化剂和各种助剂的制备、溶解、贮存、配制等。
(3)反应过程——反应工序是化学反应进行的场所,全流程的核心。
经过预处理的原料,在一定的温度、压力等条件下进行反应,以达到所要求的反应转化率和收率。
反应类型是多样的,可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。
通过化学反应,获得目的产物或其混合物。
以反应过程为主,还要附设必要的加热、冷却、反应产物输送以及反应控制等。
(4)分离过程——分离工序将反应生成的产物从反应系统分离出来,进行精制、提纯、得到目的产品。
并将未反应的原料、溶剂以及随反应物带出的催化剂、副反应产物等分离出来,尽可能实现原料、溶剂等物料的循环使用。
分离精制的方法很多,常用的有冷凝、吸收、吸附、冷冻、蒸馏、精馏、萃取、膜分离、结晶、过滤和干燥等,对于不同生产过程可以有针对性的采用相应的分离精制方法。
(5)回收过程——回收工序对反应过程生成的一些副产物,或不循环的一些少量的未反应原料、溶剂,以及催化剂等物料均应有必要的精制处理以回收使用,因此要设置一系列分离、提纯操作,如精馏、吸收等。
(6)后加工过程——后处理工序将分离过程获得的目的产物按成品质量要求的规格、形状进行必要的加工制作,以及贮存和包装出厂。
(7)辅助过程除了上述六个主要生产过程外,在流程中还有为回收能量而设的过程(如废热利用),为稳定生产而设的过程(如缓冲、稳压、中间贮存),为治理三废而设的过程(如废气焚烧)以及产品贮运过程等。
化学工艺学复习思考题第一章1. 何谓化学工艺? H22. 化学工业的特点是什么?H63. 化学工业的原料资源是从何而来? H8-94. 化学工业的主要产品有哪几类? H10-14 第二章1.名词解释:石油(H3)、天然气、干气、湿气( H7)、煤、煤干馏、煤气化、煤液化(H8)、化工生产工艺流程、工艺流程图(H12-13)、生产能力、生产强度、时空收率、转化率、选择性、收率(H14-16)、单程转化率、全程转化率、一次转化率、总转化率、平衡转化率、一次收率、平衡产率、总收率(H17-22)、催化剂(H32)、2.石油组成?石油中的化合物可以分为哪三类? H3 3.熟悉原油常、减压蒸馏工艺流程? H4-54.试比较馏分油的化学加工(二次加工)中催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解所采用原料、生成的产物、催化剂及流程特点区别? H6+书P15-195.煤的加工路线有哪三种?6.化工生产过程有哪三步?原理预处理、化学反应、产品分离及精制 H117.何谓对于多反应体系,为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标?(H14-22)8.物料衡算及热量衡算。
衡算的一般步骤 H429.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?(H32)10.哪些反应条件对化学平衡和反应速率有较大影响?H27-30第三章1.名词解释:热泵绝热精馏2.根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物;解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律,造成裂解过程结焦生炭的主要反应是哪些?书54-613.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,应选择什么样的工艺参数(停留时间、温度、压力……),为什么?书66-704.提高反应温度的技术关键在何处?应解决什么问题才能最大限度提高裂解温度?书72-73 5.为了降低分压,通常加入稀释剂,试分析稀释剂加入量确定的原则是什么?H14, H186.试讨论影响热裂解的主要因素有哪些?裂解原料,裂解温度和停留时间、烃分压、裂解深度书71-787.裂解气出口的急冷操作目的是什么?可采取的方法有几种,你认为哪种好。
石油化学思考题为什么H/C原子比可以作为表征石油化学组成的一个基本参数?H/C原子比与原油的化学结构有关系。
在相对分子质量相同的情况下,各种烃类碳氢原子比大小顺序是:烷烃<环烷烃<芳香烃同一系列的烃类,其H/C原子比随着分子量的增加而降低;烷烃的变化幅度较小,环状烃的随分子量的变化幅度较大。
不同结构的烃类,碳数相同时,烷烃的H/C原子比最大,而芳烃最小。
对于环状烃而言,相同碳数时,环数增加,其H/C 原子比降低。
原子比:(1)石油中H/C 原子比,也代表着芳香性趋势(2)石油馏分中,随馏分变重,H/C 原子比逐渐减小按照馏分组成,石油可以分为哪几个馏分?各个馏分分别有什么用途?<180℃汽油馏分(汽油)180℃~350℃柴油,煤油馏分(柴油,煤油)350℃~500℃减压馏分(润滑油)>500℃减渣馏分(渣油)石油的烃类组成有哪几种表示方法?各自的含义是什么?单体烃组成表明了石油馏分中的每一种烃(单体化合物)目前仅限于阐述石油气和石油低沸点馏分的组成族组成用化学结构类似的一类化合物表示石油馏分的组成不同类型的石油,其烃族组成与结构族组成有何规律?汽油馏分的烃族组成:烷烃含量范围在30~70%;环烷烃含量范围在20~60%;芳烃含量一般在20%以下。
一般石蜡基原油的汽油馏分中烷烃含量较高,而中间基原油中的烷烃与环烷烃的含量差不多。
煤柴油馏分的烃族组成:石蜡基如大庆和中原原油烷烃含量高达50%左右,而芳烃含量仅15%左右;左右;环烷基如羊三木原油几乎不含烷烃,芳烃含量高达42.2%;中间基如胜利和华北原油烃族组成介于石蜡基与环烷基之间。
减压渣油馏分的烃族组成:减压渣油中非烃化合物含量比较高,有的甚至高达一半以上,不同的渣油饱和分含量相差悬殊,芳香分的含量差别较小。
我国几种原油的减压渣油胶质含量高达40%以上,正庚烷沥青质含量较低,分含量约占30%,饱和分含量约占20%。
结构族组成:石蜡基原油(大庆和中原原油的石蜡基原油)的%CP显著较大庆和中原原油较低;而%CN和%CA较低;RA和RN也较低。
课后习题思考题(第一章)1 现代化学工业的特点是什么2 化学工艺学的研究范畴是什么3 简述石油化工原料乙烯的用途4 利用合成气可以合成哪些产品5 你觉得应该如何来学习该门课程6 化学工艺与化学工程有何不同思考题(第二章)√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它们的综合利用途径有哪些2生物质和再生资源的利用前景如何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。
4 何谓循环式工艺流程它有什么优缺点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7 在天然气开采中,有时可获得含有C6~C8烃类的天然汽油,为了改善其辛烷值,用蒸馏塔除去其中的轻组分。
如果天然汽油、塔顶馏出物和塔底中等辛烷值汽油的摩尔百分数组成为:物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔顶馏出物1. C6H14 25 0602. C7H16 25 3 03. C8H18 50 1 0假设它们的密度为0.8g/cm3,那么,从5000桶天然汽油中能生产出多少吨中等辛烷值汽油(1桶 = 42 US加仑, 1US加仑=, 1dm3 =103cm3)8 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物,其质量组成各占50%,进料流量为10000kg/d,从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯;柱底馏出物含95%甲苯。
离开柱顶进入冷凝器的产物蒸气流量是8000kg/d,全部冷凝为液体后,部分产品作为回流液返回蒸馏柱的上部,其余取出即为产品。
求回流与取出产品量之比。
在一个加氢裂化器中,较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。
已知输入和输出的烃类组成为:a) 烃类输入输出b) C5H12 10 mol%c) C6H14 40 mol%d) C7H16 20 mol%e) C12H26 100 mol% 30 mol%(1)每100 kmol原料烃可生产出多少C5~C7烃产品(2)每100 kmol原料烃消耗多少氢气(3)如果原料烃的密度是0.9 g/cm3,输出烃的密度是0.8 g/cm3,那么每输出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃9 假设某天然气全是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的干基摩尔组成为%N2、%O2、%CO2。
1课后习题2思考题(第一章)31 现代化学工业的特点是什么?42 化学工艺学的研究范畴是什么53 简述石油化工原料乙烯的用途64 利用合成气可以合成哪些产品75 你觉得应该如何来学习该门课程?86 化学工艺与化学工程有何不同?910思考题(第二章)1112√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?它们的13综合利用途径有哪些?142生物质和再生资源的利用前景如何?153 何谓化工生产工艺流程?举例说明工艺流程是如何组织的。
164 何谓循环式工艺流程?它有什么优缺点?175 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18和选择性两个指标?196 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20正确使用催化剂?217 在天然气开采中,有时可获得含有C6~C8烃类的天然汽油,为了改善其辛22烷值,用蒸馏塔除去其中的轻组分。
如果天然汽油、塔顶馏出物和塔底中等23辛烷值汽油的摩尔百分数组成为:24物料名称天然汽油中等辛烷值汽油塔25顶馏出物261.27C6H14 25 02860292.30C7H16 25 21.53130323.33C8H18 50 78.5341035假设它们的密度为0.8g/cm3,那么,从5000桶天然汽油中能生产出多少36吨中等辛烷值汽油?(1桶= 42 US加仑,1US加仑=3.78541dm3, 371dm3 =103cm3)388 某蒸馏柱分离苯-甲苯混合物,其质量组成各占50%,进料流量为10000kg/d,39从柱顶冷凝器回收的产品含95%苯;柱底馏出物含95%甲苯。
离开柱顶进入冷凝40器的产物蒸气流量是8000kg/d,全部冷凝为液体后,部分产品作为回流液返回41蒸馏柱的上部,其余取出即为产品。
求回流与取出产品量之比。
42在一个加氢裂化器中,较大分子烃经加氢裂解成较小分子烃。
已知输入和输43出的烃类组成为:44a) 烃类输入输出45b) C5H12 10 mol%46c) C6H14 40 mol%47d) C7H16 20 mol%48e) C12H26 100 mol% 30 mol%49(1)每100 kmol原料烃可生产出多少C5~C7烃产品?50(2)每100 kmol原料烃消耗多少氢气?51(3)如果原料烃的密度是0.9 g/cm3,输出烃的密度是0.8 g/cm3,那么每输52出10 m3的烃物料需要输入多少m3原料烃?539 假设某天然气全是甲烷,将其燃烧来加热一个管式炉,燃烧后烟道气的干54基摩尔组成为86.4%N2、4.2%O2、9.4%CO2。
《基本有机化工工艺学》各章复习思考题集锦(解强老师版)绪论1.化工工艺学的概念与内涵;基本有机化工工艺学的含义与范畴。
2.基本有机化工的主要原料;各种基本原料组成成分的异同点;化学工业发展历程中各原料路线所规定的技术路线、现状、发展趋势。
3.天然气的组成、分类、利用途径及其主要产品。
4.石油的组成、分类;石油中主要杂质及其对加工过程、产品利用的危害.5.石油一次加工、二次加工、三次加工的概念。
石油加工产物催化裂化、催化重整的概念与产物。
6.煤炭的生成、种类、组成特点。
7.以煤为原料获取化工产品或基本化工原料的主要技术路线、产品。
8.煤炭炼焦、气化的概念和工艺过程;乙炔化工的原料、技术或产品路线。
9.生物质加工制备化工原料及产品的主要方法。
10.基本有机化工的主要产品。
11.基本无机化工工艺学的含义与范畴。
12.催化剂的构成;各部分的作用。
13.工业生产上选择反应器的结构和材质时要考虑哪些因素?第一章:烃类热裂解1.烃类热裂解的概念;热裂解的原料、主要产品。
2.烃类热裂解反应机理;一次反应、二次反应的概念。
3.烃类热裂解反应的特点。
4.用于烃类热裂解的反应器结构、材质特点,其确定依据;管式裂解炉应具备的基本功能及其实现方法(举例说明)。
5.烃类(单质原料、馏分油)热裂解反应转化率的计算方法。
6.转化率、选择性、收率和质量收率、总收率和总质量收率;PONA值;KSF的意义、确定方法、应用。
7.烃类裂解过程中,为何、如何降低烃分压?8.烃类热裂解工艺构成。
9.裂解气为什么要进行净化?净化内容?如何进行净化?10.炉管结焦现象有哪些表现特征,如何清焦?11.生产乙烯的其它原料路线 / 路线。
12.烃类热裂解能量有效利用的方法。
第二章:芳烃的转化1.芳烃的来源及组成特性。
2.芳烃转化的意义。
芳烃转化的主要反应类型及产物。
3.芳烃转化反应的机理;常用催化剂及其评价。
4.径向反应器、(模拟)移动床反应器:原理、优缺点、适用范围。
化工工艺学第四版思考题答案化工工艺学第四版思考题答案「篇一」现代化学工业的特点是什么?P10-11 综合原料生产方法和产品的多样性复杂性;向大型化,综合化,精细化发展;多学科合作,技术密集型发展;重视能量的合理利用,积极采用节能技术;资金密集,投资大,利润高;安全和环保日益受到重视。
2 化学工艺学的研究范畴是什么?P9 其内容包括生产方法的评估,过程原理的阐述,工艺流程的组织,设备的选用和设计,以及生产过程中的节能环保和安全问题。
3 何谓转化率?何谓选择性?转化率(X):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分率或百分率。
选择性(S):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。
什么是生产能力?什么是生产强度?生产能力:一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量,或在单位时间内处理的原料量。
生产强度:设备的单位特征几何量的生产能力,即设备的单位体积的生产能力,或单位面积的生产能力。
5 催化重整流程中预加氢工序的作用? P45 为了保护重整催化剂,必须对原料油进行加氢精制预处理。
即石脑油与氢气在一定温度下通过预精制催化剂加氢,将其所含的硫、氮、氯及氧等,加氢转化为H2S、NH3、HCl和H2O,从石脑油中脱除;使烯烃加氢饱和;将金属有机物分解,金属吸附在催化剂的表面脱除。
重整原料经预加氢精制后,杂质含量满足重整装置对进料的质量要求,确保了重整催化剂性能的充分发挥,实现催化重整装置的长期稳定运转。
干气与湿气有何不同?一般来说,干气就是指甲烷含量比较高的天然气,湿气是指其中碳二到碳五等容易液化的组分较高,而不是水较多。
7 氧化反应的特征是什么?P63 强放热反应,必须严格控制反应温度,防范安全事故;反应途径多样,副产物多,分离困难;容易发生深度氧化,需要选择性优良的催化剂。
生产硫酸的主要原料有哪些?我国生产硫酸的主要原料是什么?P66 硫磺,冶炼烟气,硫铁矿和石膏,我国主要用硫铁矿,世界上广泛使用硫磺。
第一章复习思考题第一节1、什么是石油、原油、石油产品?2、石油的外观性质主要有哪几项?外观性质有什么差别?外观性质差别的原因是什么?3、组成石油的元素有哪些?哪些是加工利用的对象?哪些是对加工和产品使用不利的?4、石油中的烃类主要有哪些?常温常压下,烷烃有哪三种形态?分别对应哪些烃类?5、烷烃的化学性质如何?6、石油中的环烷烃主要是哪两种?数量上国内外有什么不同?分布情况如何?7、环烷烃有什么特点?分别是哪几种石油产品的良好组分?8、环烷烃的化学性质如何?9、石油中含有哪几种芳烃?石油中的芳烃如何分布?芳烃的化学性质如何?10、烯烃主要存在于什么产物中?常温常压下,各种单烯烃分别是什么状态?11、烯烃的化学性质如何?12、什么是蒸馏?什么是馏分?各馏分的沸点范围如何?石油产品和石油馏分有什么区别?我国原油有什么特点、13、石油的非烃化合物有哪几种?14、含硫化合物有哪几种?如何分布?含硫化合物的主要危害是什么?15、含氮化合物如何分布?主要有哪几种?主要危害是什么?16、含氧化合物如何分布?主要有哪几种?17、胶质和沥青质有什么差别?第二节1、什么是密度和相对密度?相对密度有哪几种表示方法?API度与d15.615.6的关系如何?2、油品密度与组成关系如何?3、什么是蒸汽压?石油馏分蒸汽压与纯烃蒸汽压有什么不同?蒸汽压的表示方法有哪两种?4、什么是沸点?什么是馏程?馏程测定方法有哪两种?有什么不同?5、特性因数反映什么特性?定义式是什么?不同烃类K值的大小顺序如何?含不同烃类的K值范围是什么?6、什么是相对分子质量?各种石油馏分的分子质量范围是什么?7、什么是粘度?表示方法有几种?各自的定义和单位是什么?8、粘度与组成关系如何?温度对液体油品和油蒸气有什么影响、9、什么是粘温性质?粘温性质的表示方法有哪两种?10、粘温性质与组成有什么关系?11、表示低温性能的指标有哪几个?定义分别是什么?12、油品失去流动性的原因有哪两种?低温流动性与组成有什么关系?13、什么是爆炸范围、爆炸上限、爆炸下限?14、什么是闪点、燃点?各种油品闪点范围如何?15、什么是自燃现象和自燃点?16、闪点、燃点、自燃点与组成关系如何?17、比热、汽化潜热、焓、折光率、残炭的定义如何?。
化⼯⼯艺学-第五章思考题答案第五章课后习题1.⾼分⼦材料的熔融指数如何测定?其数均分⼦量、重均分⼦量、粘均分⼦量如何定义?答:熔融指数:测定将聚⼄烯树脂放⼊标准的塑性计中加热到190℃熔融后,在承受2160g 的负荷下,l0min内通过2.09mm孔径⽽挤压出来的树脂重量克数数均分⼦量:聚合物是由化学组成相同⽽聚合度不等的同系混合物组成,数均分⼦量是按分⼦数⽬统计的平均分⼦数,符号为MN(Molecular Number)。
重均分⼦量:Weight-average Molecular Weight,合成的⾼分⼦以及多数的天然⾼分⼦都是具有不同分⼦量的同系物的混合物,因此分⼦量不是均⼀的。
重均分⼦量就是按分⼦重量统计的平均分⼦量。
粘均分⼦量:聚合物是由化学组成相同⽽聚合度不等的同系混合物组成,粘均分⼦量是按分⼦粘度统计的平均分⼦数2.⾼压法低密度聚⼄烯的合成反应器类型、温度、压⼒条件如何?单程转化率⼤约是多少?⽣产过程主要分哪⼏个阶段?答:反应器类型:聚合反应器压⼒:压⼒在122~303MPa或更⾼温度:聚合反应温度在130~350℃单程转化率:⼤约是为15~30%⽣产过程主要分3⼏个阶段:聚合阶段:压⼒为3.0~3.3MPa的新鲜⼄烯,压缩⾄25MPa,再⼆次压缩⾄反应压⼒(200~300MPa),冷却后进⼊聚合反应器。
引发剂由⾼压泵送⼊⼄烯进料⼝或直接注⼊聚合反应器分离过程:反应物料冷却后进⼊⾼压分离器,减压⾄25MPa,未反应的⼄烯分离出来返回⼆次压缩机再⽤,聚⼄烯则进⼊低压分离器,减压到0.1MPa以下,使残存的⼄烯进⼀步分离出来⼲燥过程:聚⼄烯树脂在低压分离器中与抗氧化剂等添加剂混合后挤出切粒,得到粒状聚⼄烯,然后被⽔送往脱⽔振动筛,脱去⽔分后进⼊离⼼⼲燥器,脱除表⾯附着的⽔分,再经振动筛分除不合格的粒料,成品由⽓流输送⾄计量设备计量,成为⼀次成品3.线性低密度聚⼄烯的分⼦结构有哪些特点?答:线型低密度聚⼄烯是⼄烯与α-烯烃的共聚物,分⼦呈线性结构,密度0.91-0.94,与LDPE类似4.淤浆法环式反应器聚⼄烯流程的反应温度、压⼒、介质有何特点?反应温度和压⼒是否有联系?答:温度:55~75℃压⼒:1.5~3MPa 介质:⽤较轻的异丁烷作介质温度越⾼,所需的压⼒,⽐较⼤5.中压溶液法聚⼄烯流程的反应温度、压⼒、介质有何特点?反应温度和压⼒是否有联系?为什么需要⼀个全混反应器串联⼀个管式反应器答:反应温度、压⼒:较⾼温度(200℃)和较⾼压⼒(10MPa)下聚合介质:在烃类溶剂(异联系:反应在不同的温度下,需要不同的反应压⼒,中压法⼄烯在较⾼温度(200℃)和较⾼压⼒(10MPa)下聚合低压法⼄烯在较低温度(<100℃)和较低压⼒(2MPa)下聚合,低压冷却法反应压⼒和温度与低压法类似,原因:聚⼄烯溶液由第⼀级反应器后进⼊管式反应器进⼀步聚合,达到聚合物浓度约为10%。
⽯油炼制课后思考题(参考)热加⼯过程1. 为什么要对⽯油进⾏⼆次加⼯?⽯油⼀次加⼯只可得10~40%的汽油、煤油、柴油等轻质油品,其余为重质馏分和渣油。
2.⽯油⼆次加⼯的主要⼯艺过程有哪些?催化裂化:重质油轻质化的过程。
催化重整:⽣产⾼⾟烷值汽油及轻芳烃。
催化加氢:⽯油馏分在氢⽓存在下催化加⼯的过程。
产品精制:提⾼产品质量,满⾜产品规格要求。
3不同的烃类热转化反应有什么差别?裂解反应,烃分⼦的链断裂⽣成⼩分⼦烃,是吸热反应;缩合反应,链断裂⽣成的活性分⼦缩合⽣成更⼤的分⼦,是放热反应。
4.简述烃类热化学反应的反应机理。
烃类热化学反应的反应机理是⾃由基链反应历程5.简述减粘裂化主要⽬的、主要操作条件、原料以及主要⽬的产物及其⽤途。
减粘裂化(Visbreaking)是重油轻度热转化过程。
按⽬的分为两种类型,⼀种是降低重油的粘度和倾点,使之可少掺或不掺轻质油⽽得到合格的燃料油,另⼀种是⽣产中间馏分,为进⼀步轻质化的过程提供原料。
主要操作条件包括压⼒,温度和时间。
减粘裂化的原料主要是减压渣油,也有⽤常压渣油的。
减粘裂化的反应温度在380~450℃之间,压⼒为0.5~1.0MPa,反应时间为⼏⼗分钟⾄⼏⼩时。
减粘裂化可以在加热炉管内或在反应器内进⾏。
近年来⼤多采⽤上流式反应器。
减粘裂化的产物主要是能⽤作燃料油的减粘残渣油以及中间馏分,此外,尚有少量的裂化⽓以及裂化汽油。
⽤途:采⽤新燃料技术,解决⼤⽓污染物排放问题。
劣质渣油在冶⾦⽅⾯的应⽤和⽤作造⽓原料等。
6.渣油的减粘裂化反应与⾼温裂解反应有何不同?原料:⾼温热裂解⽤的是以烃类为主要成分的馏分油,⽽减粘裂化⽤的主要是减压渣油,它不仅分⼦量较⼤,⽽且含有相当多的⾮烃类(胶质和沥青质)。
反应温度:⾼温热解的温度⾼达750~900℃,⽽减粘裂化的温度显著较低,只在400℃左右,这就导致⾼温热解主要是⽓相热反应,⽽减粘裂化则主要是液相热反应。
7.简述反应温度、反应时间以及反应压⼒对减粘裂化反应产物分布的影响。
化工09-4 制作者:SDGV化学工艺学复习资料(答案仅供参考)化学工艺学复习资料(答案仅供参考)增加部分英语题型专业(词汇)催化裂化,catalytic cracking 二甲苯(Xylene, );hydrocracking 加氢裂化,乙烯,ethylenedelayed coking延迟焦化,丙烯,propylene丁二烯,butadiene凝析油(Natural gasoline)、邻二甲苯(石脑油(Naphtha)、Ortho-xylene,)、对二甲苯(Para-xylene,)、、轻柴油(Atmospheric gas oil)(Met-xylene,) 间二甲苯、粗柴油(Vacuum gas oil)聚乙烯,polyethylene; (Hydrogenated tail oil) 加氢裂化尾油聚氯乙烯,polyvinylchlorid Benzene, ),苯(聚苯乙烯,polystyrene,甲苯(Toluene, )思考题(第一章)1. 茂名石化乙烯出厂化工商品有塑料类、合成橡胶类、液体化工类三大类。
2. 茂名石化工业区内代表性企业有那些?主营业务?a)广东新华粤石化股份有限公司碳九资源综合利用生产基地;b)茂名鲁华化工有限公司建设国内规模最大、技术领先的碳五资源综合利用生产基地;c)广东奥克化学有限公司环氧乙烷精深加工基地;d)茂名石化实华股份有限公司碳四、芳烃精深加工基地;e)广东众和化塑有限公司、茂名市科达化工有限公司等为基础,建设广东最大的化工助剂基地。
3. 我国乙烯工业概况?答:乙烯装置在生产乙烯的同时,副产大量的丙烯、丁烯、丁二烯、苯、甲苯和二甲苯,成为石油化工基础原料的主要来源。
世界上约70%的丙烯、90%的丁二烯、30%的芳烃均来自乙烯副产。
以三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)和三苯(苯、甲苯和二甲苯)总量计算,约65%来自乙烯生产装置。
因此,乙烯生产在石油化工基础原料生产中占据主导地位,乙烯工业的发展水平是衡量一个国家和地区石油化学工业发展水平的重要标志。
乙烯工业的快速发展是近15年的事。
现在,我国已建成了燕山、上海、扬子、齐鲁、茂名、大庆、辽阳、吉林、盘锦、抚顺、兰州,独山子,天津,镇海等以乙烯为龙头的大型石油化工基地,根本改变了乙烯长期完全依靠进口的历史。
到2009年底,我国乙烯产量1200万吨,居世界第二位,已超越日本成为仅次于美国的全球第二大乙烯生产国。
思考题(第三章)1根据热力学反应标准自由焓和化学键,如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物;解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律,造成裂解过程结焦生炭的主要反应是哪些?答:由表3-3 各种键能比较的数据可看出:○1同碳数的烷烃C-H键能大于C-C键能,断链比脱氢容易;○2烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;○3异构烷烃的键能小于正构烷烃,异构烷烃更容易发生脱氢或断链。
由表3-4数值,可看出:○1烷烃裂解是强吸热反应,脱氢反应比断链反应吸热值更高;断链反应的标准自由焓有较大的负值,是不可逆过程,脱氢反应的标准自由焓是正值或为绝对值较小的负值,是可逆过程,受化学平衡的限制;○2乙烷不发生断链反应,只发生脱氢反应,生成乙烯;甲烷在一般裂解温度下不发生变化。
烷烃热裂解的规律:烷烃热裂解的一次反应主要有:①脱氢反应:RCH2-CH3?RCH=CH2+H2②断链反应: 1化工09-4 制作者:SDGV 化学工艺学复习资料(答案仅供参考)RCH2-CH2-R′?RCH=CH2+R′H不同烷烃脱氢和断链的难易,可以从分子结构中键能数值的大小来判断。
a 同碳数的烷烃,断链比脱氢容易;b烷烃的相对稳定性随碳链的增长而降低;c脱氢难易与烷烃的分子结构有关,叔氢最易脱去,仲氢次之,伯氢最难;环烷烃裂解的规律:a侧链烷基比烃环易裂解,乙烯收率高。
b环烷烃脱氢比开环反应容易,生成芳烃可能性大。
c长侧链的环烷烃断侧链时,首先在侧链的中央断裂,至烃环不带侧链为止;五元环比六元环较难开环。
d环烷烃裂解反应难易程度:侧链环烷烃>烃环,脱氢>开环。
原料中环烷烃含量增加,则乙烯收率下降,丙烯、丁二烯、芳烃收率增加。
芳香烃热裂解的规律:a芳烃的脱氢缩合反应,生成稠环芳烃甚至结焦;b烷基芳烃的侧链发生断裂或脱氢反应,生成苯、甲苯和二甲苯;c芳香烃不宜作为裂解原料,因为不能提高乙烯收率,反而易结焦缩短运转周期;d各族烃的裂解难易程度:正构烷烃>异构烷烃>环烷烃(六元环>五元环)>芳烃。
造成裂解过程结焦生碳的主要反应:—H—H—H—H????????????????CH2=CH2CH≡C·CH1烯烃经过炔烃中间阶段而生碳○·CH2=CH·C ≡CH≡???·Cn C H—H——H????????????萘焦。
二联萘经过芳烃中间阶段而结焦○三联萘22 裂解原料性质及评价指标Lummus公司的SRT型裂解炉由I型发展到VI型,它的主要改进是什么?采取的措施是什么?遵循的原则是什么?(1)炉型:烧嘴???侧壁无焰烧嘴侧壁烧嘴与底部烧嘴联合(2)盘管结构:炉管的排列、结构、管径、材质???多程双程减少结焦部位,延长操作周期???光管降低管内热阻延长清焦周期带内翅片???等径增大比表面积,传热强度量增加分支???变径缓解管内压力的增加HK-40 HP-4 提高热强度采取的措施是:1.改进辐射盘管金属材质;2.改进辐射盘管的结构。
遵循的原则是:3 烃类裂解的反应机理?(P61-64)答:自由基反应机理,链引发反应是自由基的产生过程,链增长反应是自由基的转变过程链终止是自由基消亡生成分子的过程。
链引发断裂C---C键产生一对自由基活化能高链增长自由基夺氢自由基分解,活化能不大被夺走氢的容易顺序:伯氢>仲氢>叔氢自由基分解反应是生成烯烃的反应2化工09-4 制作者:SDGV化学工艺学复习资料(答案仅供参考)链终止两个自由基形成稳定分子的过程活化能一般较低自由基分解反应的规律:自由基分解为碳原子数较少的烯烃的反应活化能较小;自由基中带有未配对电子的碳原子,若所连的氢较少,就主要分解为氢自由基合同碳原子数的烯烃分子;链增长反应中生成的自由基碳原子数大于3,还可继续发生分解反应;自由基分解反应直到生成氢自由基、甲基自由基为止。
4在原料确定的情况下,从裂解过程的热力学和动力学出发,为了获取最佳裂解效果,应选择什么样的工艺参数(停留时间、温度、压力…),为什么?)P72-75(答:应选择的工艺参数有裂解温度、停留时间、烃分压、稀释剂及裂解深度。
应选择高温短停留时间和较低烃分压。
5为了降低烃分压通常加入稀释剂,试分析稀释剂加入量确定的原则是什么?)P75(答:①裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难。
②水蒸气热容量大,使系统有较大热惯性,当操作供热不平衡时,可以起到稳定温度的作用,保护炉管防止过热。
③抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀。
④脱除积碳,炉管的铁和镍能催化烃类气体的生碳反应。
6裂解气出口的急冷操作目的是什么?可采取的方法有几种,你认为哪种好,为什么?若设计一个间接急冷换热器其关键指标是什么?如何评价一个急冷换热器的优劣?答:裂解气出口的急冷操作目的:从裂解管出来的裂解气含有烯烃和大量的水蒸气,温度为727—927℃,烯烃反应性强.若任它们在高温下长时间停留,会继续发生二次反应,引起结焦和烯烃的损失,因此必须使裂解气急冷以终止反应。
急冷的方法有两种,一种是直接急冷,一种是间接急冷。
我认为间接急冷好,因为直接急冷是用急冷剂与裂解气直接接触,急冷剂用油或水,急冷下来的油、水密度相差不大,分离苦难,污水量大,不能回收高品位的热量。
采用间接急冷的目的是回收高品位的热量,产生高压水蒸气作动力能源以驱动裂解气、乙烯、丙稀的压缩机,汽轮机及高压水阀等机械,同时终止二次反应。
设计一个间接急冷换热器其关键指标是:为减少结焦倾向,应控制两个指标.一是停留时间,一般控制在0.04s以内;二是裂解气出口温度,要求高于裂解气的露点。
急冷换热器是裂解装置中五大关键设备之一,是间接急冷的关键设备。
急冷换热器的结构,必须满足裂解气急冷的特殊条件:①温②降温快,热强度高,内外温差高。
度高;7.裂解气进行预分离的目的和任务是什么?裂解气中要严格控制的杂质有哪些?这些杂质存在的害处?用什么方法除掉这些杂质,这些处理方法的原理是什么?)87-92(P85,答:目的和任务:①经预分馏处理,尽可能降低裂解气的温度,从而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。
②裂解气经预分馏处理,尽可能分馏出裂解气的重组分,减少进入压缩分离系统的负荷。
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,从而大大减少污水排放量。
④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。
需严格控制的杂质有H2S,CO2,H2O,C2H2,CO等气体。
这些杂质量不大,但对深冷分离过程是有害的,而且会使产品达不到规定的标准。
酸性气体的脱除有碱洗法和醇胺法。
脱水用吸附干燥法。
炔烃脱除有催化加氢法和溶剂吸收法8压缩气的压缩为什么采用多级压缩?)(P95-96答:压缩气压缩基本上是一个绝热过程,气体压力升高后,温度也上升。
为了节约压缩功耗、降低出口温度、减少分离净化负荷,气体压缩采用多级压缩。
9何为非绝热精馏,何种情况下采用中间冷凝器或中间再沸器,分析其利弊。
10 烃类裂解主要产品过程示意图3化工09-4 制作者:SDGV化学工艺学复习资料(答案仅供参考)11. 试画出轻烃、馏分油裂解装置裂解气预分馏过程示意图,并具体说明整个流程。
4SDGV制作者:化工09-4 化学工艺学复习资料(答案仅供参考)12. 试分析下图中裂解气的预分馏、净化及精馏分离的流程组织方案?5化工09-4 制作者:SDGV化学工艺学复习资料(答案仅供参考)思考题(第四章)1简述芳烃的主要来源及主要生产过程?答:芳烃的主要来源:(1)煤焦化芳烃(炼焦副产的粗苯、煤焦油);(2)石油化工芳烃(石脑油催化重整油(?石油芳烃)、烃裂解副产的裂解汽油);6化工09-4 制作者:SDGV化学工艺学复习资料(答案仅供参考)2芳烃的主要产品有哪些?各有何用途?答:芳烃主要产品:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、十二烷基苯和萘。
用途:合成树脂、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、增塑剂、染剂、医药、农药、炸药、香料、专用化学品等工业。
(苯:合成苯乙烯、环己烷、苯酚、苯胺及烷基苯等。
甲苯:溶剂,合成异氰酸酯、甲酚。
对二甲苯:对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯,与乙二醇反应生成的聚酯用于生产纤维、胶片和树脂,是最重要的合成纤维和塑料之一。