基本有机原料生产工艺学综合复习资料.doc

中国石油大学（华东）现代远程教育基本有机原料生产工艺学综合复习资料一、填空题1、有机化工生产路线的选择与组织原则为原料 ，技术 ，主产品 ，副产品 ，环保 ， 和材料有保证， 消耗低。2、化学工艺与化学工程两门学科相配合，可以解决化工过程 、 设计、流程 、操作原理及 等方面的问题；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。3、工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。推论分析法是从“ ”出发，寻找实现此“ ”的“前提”，将具有不同功能的单元进行逻辑组合，形成一个具有整体功能的系统。形象地可以用“ ”模型表示。最里层是 ，最外层是 工程。4、工业催化剂的使用性能指标为： 、选择性、寿命和其它廉价易得、无毒、易分离等。寿命包含： 稳定性 稳定性机械稳定性和耐 性四部分。5、化学工艺学所涉及的范畴是相同的，一般包括 的选择和预处理； 的选择及方法原理；设备（反应器和其他）的 、结构和操作； 的选择和使用；其他物料的影响； 的影响和选定； 组织； 控制 ；产品规格和副产物的 与利用；能量的 和利用；对不同工艺路线和流程的 评比等问题。6、现代化学工业的特点是原料、生产方法和产品的 与复杂性；装置规模向 化、综合化发展， 也在不断提高；生产是一个多学科合作、生产技术密集的过程；现在的化工装置非常重视 合理利用，积极采用节能工艺和方法；化工过程 密集，投资 速度快，利润 ；但是，也必须解决现代化工企业易燃、易爆、有毒的首要问题。7、生产能力系指一个 ，一套装置或一个 在单位时间内生产的产品量，或在单位时间内处理的 量。8、有机化工是以石油和天然气为原料生产九大基本有机化工原料，它们是：三烯： 烯、 烯和 烯；三苯： 、 和 ；乙炔； 和 。9、化工生产过程通常可以分为原料的 、化学 和产品的分离和 三部分来进行分析。10、裂解炉在裂解过程中，由于有 次反应的存在，炉管会结焦，为了保持设备的正常运行，必须定期给裂解炉管清焦，清焦分 清焦和 清焦两种。11、裂解气中主要脱除的酸性气体是 、 两种，在裂解气净化和分离过程中，根据高压有利于吸收的原理，脱除的位置最好放在 压缩后，而工业实际中，要综合考虑各方面的因素，通常放在 压缩之后。脱除的方法有 洗和 洗两种。二、选择题1、化工生产过程中，由原料到化学产品的转化要通过（ ）来实现。A：化学工艺 B：分离方法C：新技术D：新工艺2、化工是以石油和天然气为原料生产三烯、三苯、乙炔、萘、合成气的过程；三烯和三苯分别指（ ）。A：乙烯、丙烯和丁烯，苯、甲苯和二甲苯；B：乙烯、丙烯和丁二烯，苯、甲苯和乙苯；C：乙烯、丙烯和丁二烯，苯、甲苯和二甲苯；D：乙烯、丙烯和异丁烯，苯、甲苯和二甲苯。3、化学工业主要经历了（ ）三个阶段。A：农副产品、天然气，石油；B：煤、石油，天然气；C：农副产品、煤、石油和天然气；D：煤、石油和天然气，精细化工。4、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、（ ）、操作原理及方法等方面的问题；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。A：工艺计算；B：物料平衡；C：能量平衡；D：流程组织。5、化学工业发展朝着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；最充分、最彻底地利用原料，除了发展大型的综合性生产企业，使原料、产品和副产品得到综合利用外，提倡设计和开发（ ）反应；大力发展绿色化工。包括采用无毒、无害的原料、溶剂和催化剂；应用反应选择性高的工艺和催化剂，实现零排放；化工过程要高效、节能和智能化和实施废弃物再生利用工程这些方面发展。A：原子经济性；B：低能耗；C：高选择性；D：无催化剂。6、目前，基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品大约有（ ）来源于石油和天然气。A：90；B：70%；C：80%；D：85%。7、石油是一种有气味的棕黑色或黄褐色粘稠状液体，密度与组成有关，相对密度大约在（ ）。A：大于1.0；B：小于0.75；C：0.751.0；D：一个都不对。8、可利用的生物质有三类即含淀粉的物质、含纤维素的物质、含非食用油类的物质。农副产品废渣的水解是工业生产（）的唯一路线。A：乙烯；B：糠醛；C：乙醇；D：甲醛。9、化工生产过程一般可概括为原料（）、化学反应和产品分离及精制三大步骤。A：预处理；B：选择；C：价廉易得；D：安全性能好。10、工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。推论分析法是从“目标”出发，寻找实现此“目标”的“前提”，将具有不同功能的单元进行逻辑组合，形成一个具有整体功能的系统。形象地可以用“洋葱”模型表示。最里层是反应器，最外层是（）工程。A：分离系统；B：换热网络；C：公用；D：产品精制系统。11、烃类热裂解的原料为：天然气、炼厂气、石脑油、轻油、柴油和重油等。我国常用的是（）。A：天然气和石脑油；B：天然气和柴油；C：石脑油和柴油；D：柴油和重油。12、（）产量常作为衡量一个国家基本化学工业的发展水平的标志。A：石油；B：天然气；C：乙烯；D：柴油。13、根据裂解原料的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。当裂解原料氢含量低于（）时，可能达到的乙烯收率将低于20%。这样的馏分油作为裂解原料是不经济的。A：13%；B：8%；C：17%；D：15%。14、为达到较满意的裂解产品收率，需要达到较高的裂解深度，而过高的裂解深度又会因结焦严重而使清焦周期急剧缩短。工程中常以C5和C5以上液相产品氢含量不低于（）为裂解深度的限度。A：13；B：8%；C：17%；D：15%。15、裂解炉主要有：管式裂解炉、蓄热式炉、沙子炉。现在（）以上都是采用管式裂解炉，它是间接传热的裂解炉。A：13；B：8%；C：90%；D：15%。16、裂解车间的深冷分离装置，用乙烯、丙烯作为制冷剂。在开工初期尚无乙烯产品时，可用混合（）暂时代替乙烯作为制冷剂。A：C馏分；B：C馏分；C：C馏分；D：裂解汽油。17、工业上一般将冷冻温度在（）以下的叫深冷，冷冻温度在100与50之间的操作叫中冷，冷冻温度在50以上的叫浅冷。A：110%；B：100；C：50D：90。18、深冷分离中，产品乙烯主要在以下四处损失：冷箱尾气损失，占乙烯总量的（）；乙烯塔釜液乙烷中带出损失，占乙烯总量的0.4；脱乙烷塔釜液C3馏分中带出损失，占乙烯总量的 0.284；压缩段间凝液带出损失，约为乙烯总量的0.066。A：2.2%；B：2.25%；C：2.5%D：都不是。19、在裂解气深冷分离过程可以看出：脱甲烷塔和乙烯塔既是保证乙烯回收率和乙烯产品质量（纯度）的关键设备，消耗冷量占总数的（），因此又是主要冷量消耗的装置。A：32%；B：52%；C：36%；D：88%。20、乙烯塔改进在于：在提馏段设中间再沸器来回收冷量；在乙烯塔塔顶脱甲烷，在精馏段从上第（）块板处出产品聚合级乙烯，一个塔起两个塔的作用。A：6；B：7；C：8；D：9。21、芳烃的来源主要有：一是来自煤的焦化的副产煤焦油和粗苯；二是来自催化重整的重整汽油；三是来自乙烯生产中的（）。A：C馏分；B：C馏分；C：C馏分；D：裂解汽油。22、同碳数的芳烃和非芳烃沸点非常相近，有的还形成共沸物，用一般精馏方法不能将它们分离。工业上一般采用特殊分离方法，教材中所用的特殊精馏是（）。A：溶剂萃取；B：萃取蒸馏；C：模拟移动床；D：共沸精馏。23、在化学工业中，苯的需要量是很大的，而甲苯却因用途较少而过剩；聚酯纤维的发展需要大量的对二甲苯，但二甲苯含量有限，并且二甲苯中对二甲苯含量最高也仅能达到（）左右；再有发展聚苯乙烯塑料需要乙苯原料，而上述来源中乙苯含量也甚少等。A：20%；B：23%；C：30%；D：17%。24、高温均相新工艺与传统三氯化铝工艺相比有下述优点：可采用较高的乙烯/苯（摩尔比，并可使多乙苯的生成量控制在最低限度，乙苯收率达99.3（传统法为97.5）；副产焦油少，为：0.60.9 kg/t（乙苯），传统法为2.2；三氯化铝用量仅为传统法的（），并且络合物不需循环使用，从而减少了对设备和管道的腐蚀及防腐要求；反应温度高有利于废热回收；废水排放量少。但高温均相烃化法的反应器材质必须在高温下耐腐蚀。A：30%；B：23%；C：25%；D：20%。25、在三个二甲苯中，邻二甲苯与间二甲苯的沸点差为5.3 ，工业上可以用精馏法分离。乙苯与对二甲苯的沸点差为2.2，在工业上尚可用300400块板的精馏塔进行分离，但绝大多数的加工流程都不采用耗能大的精馏法回收乙苯，而是在异构化装置中将其转化。但间二甲苯与对二甲苯沸点差为（），借助普通的精馏法进行分离是非常因难的。A：0.9；B：0.6；C：0.75；D：0.7。26、合成气中H2与（）的比量随原料和生产方法的不同而异。A：CO；B：CO；C：N；D：CO+ CO。27、许多含碳资源如煤、天然气、石油馏分、农林废料、（）等均可用来制造合成气。A：城市垃圾；B：农副产品；C：粮食；D：此空不填。28、煤气化的反应条件为：(l)温度；(2)压力；(3)水蒸气和（）的比例。A：空气；B：氧气；C：氮气；D：惰性气体。29、工业上由天然气制合成气的技术主要有蒸汽转化法和（）氧化法。A：部分；B：完全；C：连续；D：间隙。30、较富的天然气中甲烷含量在（）以上,而甲烷在烷烃中是热力学最稳定的,其他烃类较易反应,因此在讨论天然气转化过程时,只需考虑甲烷与水蒸气的反应。A：90%；B：80%；C：70%；D：95%。三、判断题1、现代化学工业的特点之一是原料和产品的多样性与复杂性； （ ）2、现代化学工业的特点之一是装置规模向大型化、综合化发展； （ ）3、现代化学工业的特点之一是生产是一个生产技术密集的过程； （ ）4、现在的化工装置非常重视能量合理利用，积极采用节能工艺和方法；化工过程资金密集，投资回收速度快，利润高；但是，也必须解决现代化工企业易燃、易爆、有毒的首要问题。（ ） 5、化学工艺学所涉及的范畴是相同的，一般包括原料的选择和预处理；生产方法的选择及方法原理；设备（反应器和其他）的作用、结构和操作；催化剂的选择和使用；其他物料的影响；操作条件的影响和选定；流程组织；生产控制；产品规格和副产物的分离与利用；能量的回收和利用；对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。此外，解决化工生产过程实际中的问题只要用化学工艺学作理论指导。 （ ）6、生产能力系指一个设备，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。 （）7、设备或装置在最佳条件下可以达到的最小生产能力，称为设计能力。 （）8、关键反应物指的是反应物中价值最高的组分，为使其尽可能转化，常使其它反应组分过量。对于不可逆反应，关键组分的转化率最大为0；对于可逆反应，关键组分的转化率最大为其平衡转化率。 （）9、反应温度、压力、浓度、反应时间、原料的纯度和配比等众多条件是影响反应平衡和速率的重要因素，关系到生产过程的效率。 （）10、在实际过程做物料衡算时应该按一定步骤来进行，才能给出清晰的计算过程和正确的结果、通常遵循：第一步，绘出流程的方框图，以便选定衡算系统。第二步，写出化学反应方程式并配平之。第三步，选定衡算基准。第四步，收集或计算必要的各种数据，要注意数据的适用范围和条件。第五步，设未知数，列方程式组，联立求解。第六步，计算和核对这六个步骤。 （）11、为适应裂解炉烧油的需要，目前多采用侧壁烧嘴和底部烧嘴联合的烧嘴布置方案。通常，底部烧嘴最大供热量可占总热负荷的90%。 （）12、使用急冷锅炉有两个主要目的：一是终止裂解反应；二是回收废热。 （）13、对管式裂解炉而言，如下大于两种情况出现均应停止进料，进行清焦：裂解炉辐射盘管管壁温度超过设计规定值；裂解炉辐射段入口压力增加值超过设计值；燃料用量增加；出口乙烯收率下降；炉出口温度下降；炉管局部过热等。 （）14、裂解气中含有H2S、CO2、H2O、C2H2、C3H4、CO等气体杂质。来源主要有二，即：一是原料中带来；二是裂解反应过程生成。 （）15、裂解气经过三段碱洗塔后进入进入压缩机四段吸入罐。补充新鲜碱液含量为1820，保证段循环碱液NaOH含量约为57；部分段循环碱液补充到段循环碱液中，以平衡塔釜排出的废碱。段循环碱液NaOH含量为1%。2%。 （） 16、裂解气中饱和水含量约（600700）10-6 。这些水分带入低温分离系统会造成设备和管道的堵塞，除水分在低温下结冰造成冻堵外在加压和低温条件下，水分尚可与烃类生成白色结晶的水合物，如CH4H2O、C2H6H2O、C3H8H2O。这些水合物也会在设备和管道内积累而造成堵塞现象，因而需要进行干燥脱水处理。进入低温分离系统的裂解气露点在-70以下。 （）17、工业实际流程中，通常用分子筛来脱水，如4A分子筛可吸附水、甲烷、乙烷分子，而3A分子筛不能吸附乙烷分子； （）18、裂解气的净化过程中，炔烃和CO的脱除方法有甲烷化法脱CO和催化加氢脱炔两种，脱除乙炔的方法又分溶剂吸收法和催化加氢法。 （）19、工业上已有的深冷分离装置以高压法居多，通常采用3 .6 MPa左右。一般采用5级压缩。压缩机压缩过程接近绝热压缩，功耗大于等温压缩，若把压缩分为多段进行，段间冷却移热，则可节省部分压缩功，段数愈多，愈接近等温压缩。（） 20、裂解气重组分中的二烯烃易发生聚合，生成的聚合物沉积在压缩机内，严重危及操作的正常进行。而聚合速度与温度有关，温度愈高，聚合速度愈快。为了避免聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度不高于110。 （）21、吸附分离首先由美国UOP公司解决了一个关键问题而实现了工业化。 （）22、各种来源的C8芳烃都是三种二甲苯异构体与乙苯的混合物。习惯上邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯用来英文字头表示，其中MX表示间二甲苯。 （）23、最近发展的催化精馏异丙苯生产工艺为：工艺关键设备是反应精馏塔。塔分为两部分，上段为装填沸石分子筛催化剂的反应段；下段为提馏段。 （）24、裂解汽油加氢流程中，一段加氢：液相，80130，催化剂Pd/Al2O3，双烯变单烯。二段加氢：气相，280300，催化剂Co-Mo-Al2O3，单烯变烷烃，N、O、S变成相应的氢化物。 （） 25、各种芳烃组分中用途最广、需求量最大的是苯与对二甲苯，其次是邻二甲苯，产量最大的是对二甲苯。 （）26、甲烷水蒸气转化过程的主要反应有生成CO、CO2和H2的；而副反应主要有析碳反应。（） 27、工业上可以用煤、天然气、重油或渣油为原料制合成气，其中以煤为原料制得的合成气成本最低。 （）28、合成气的应用途径非常广泛，可以制合成氨、合成甲醇、合成醋酸、一系列烯烃的氢甲酰化产品，如生成与原料烯烃相同碳原子的醛、还可以合成天然气、汽油和柴油。 （） 29、在合成气基础上制备化工产品的新途径有四种,其中先合成为甲醇,然后再将其转化为其他产品最成熟。 （）30、较富的天然气中甲烷含量在90%以上,而甲烷在烷烃中是热力学最稳定的,其他烃类较易反应,因此在讨论天然气转化过程时,只需考虑甲烷与水蒸气的反应。 （） 四、简述题1、工厂实际生产过程中经常指的生产能力的含义是什么？ 2、根据裂解原理可知：低压有利于裂解反应的进行，但是裂解又需要高温，为了解决这对矛盾，生产实际过程中均采用稀释剂来降低烃分压来达到低压的作用。目前工业上均采用水蒸气作稀释剂，为什么？3、深冷分离常用的有三种典型的分离流程，它们各有何异同？4、深冷分离中，产品乙烯主要在哪四处损失？5、请说出各种芳烃组分中用途最广、需求量最大的组分是什么？6、化学工艺与化学工程两门学科相配合，在生产实际中可以解决哪些问题？7、煤气化（ coal gasification）是指在高温（9001300）下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂反应，转化成主要含有氢、一氧化碳等气体的过程。生成的气体组成随固体燃料性质、气化剂种类、气化方法、气化条件的不同而有差别。常用的气化剂有哪些？8、烃类热裂解非常复杂，具体体现在哪些方面？9、生碳结焦反应有下面一些规律： 在不同温度条件下，生碳结焦反应经历着不同的途径；在9001100以上和在 500900主要是怎样结焦的？10、工业上采用的芳烃临氢气相异构化工艺流程主要由哪三部分组成？11、生产过程所用的芳烃，主要从何而来？12、链式饱和烃有正构烷烃和异构烷烃，在石油中含量最多，两者约占5070（质量），仅有极少数油田的石油中链烷烃低于1015。请指明石油馏分中气态、液态和固态划分的C原子个数为多少？13、化工过程中经常用流程图来描述所生产的化工过程，工艺流程图中包括哪些内容？14、请叙述两段碱洗流程中碱液的浓度怎么确定？最上面一段也用碱液吗？15、美国UOP公司解决吸附分离的三个关键问题是什么？16、请说出芳烃分离过程中必须设有的分离塔？17、烃类裂解生产乙烯过程中，乙烯在裂解气压缩净化和深冷分离过程中主要在哪四处损失？其值各为多少？五、机理题1、正丁烷在1000高温下进行裂解反应，试根据自由基链反应机理预测其一次反应的产物分布。已知：氢原子与自由基反应的相对速度为：温度伯氢原子仲氢原子叔氢原子温度伯氢原子仲氢原子叔氢原子30013.03380011.76.360012.01090011.655.6570011.97.8100011.65.0要求： 写出自由基反应机理的三步；（15分） 计算产物分布表（5分）。2、根据自由基反应机理预测一次裂解产物的分布（5分）。正己烷在1000裂解，已知氢原子与自由基反应的相对速度为：伯氢：仲氢：叔氢=1：1.6：5.0，并请写出自由基反应机理步骤（15分）。3、正戊烷在800条件下进行裂解反应，根据自由基机理预测一下反应的产品分布。已知氢原子与自由基反应的相对速度为： 伯氢为1、 仲氢为1.7 、叔氢为6.3。六、综合题拟用正丁烷为裂解原料，在800生产乙烯，请用自由基机理估算裂解得到乙烯的收率，并画出乙烯生产过程的关键设备所组成的原则流程图。参考答案：一、填空题1、价廉易得、先进可靠，合格，综合利用，切实可行，特殊设备，动力和原材料2、开发，装置，组织，方法3、目标，目标，洋葱，反应器，公用4、活性，化学，热，毒5、原料、生产方法、作用、催化剂、操作条件、流程、生产、分离、回收、技术经济6、多样性，大型，精细化率，能量，资金，回收，高7、设备，工厂，原料8、 乙、丙、丁二、苯、甲苯、二甲苯、萘、合成气9、预处理、反应、精制10、 二、停炉、在线二、选择题1、A 2、C 3、C 4、D 5、A6、A 7、C 8、B 9、A 10、C11、C 12、C 13、A 14、B 15、C 16、A 17、B 18、B 19、D 20、D21、A 22、C 23、B 24、C 25、C26、B 27、A 28、B 29、A 30、A三、判断题 1、，原料和产品改成原料、生产方法和产品2、，还有精细化率也在不断提高3、，还有多学科合作4、5、，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。6、7、，小改成大8、，90%改成100%9、10、，有七步。还有七步，报告计算结果。11、，90%改成70%12、13、，两种改成一种14、，来源有三方面，还有裂解气处理过程引入15、，段循环碱液NaOH含量应为为2316、，带水分子改成6、7、817、18、29、，3改成3520、110改成100。21、，一改成三22、23、24、25、，间二甲苯26、27、，煤改成天然气28、，相同改成多一个碳原子29、，四改成三30、四、简述题1答：工厂实际生产过程中经常指的生产能力系指：一个设备；一套装置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。（答出一个给1分，最多为4分）。2答：答：目前工业上均采用水蒸气作稀释剂，其原因如下：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；水蒸气热容量大，可以起到稳定温度的作用，保护炉管防止过热。抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀，保护炉管。脱除结碳，水蒸气对已生成的碳有一定的脱除作用。减少炉管内结焦。廉价、易得、无毒等。 （答错一个扣1分，最多扣4分）。3答：深冷分离常用的三种典型流程，它们的相同点是：均采用了先易后难的分离顺序，即先分开不同碳原子数的烃（相对挥发度大），再分开相同碳原子数的烷烃和烯烃；产品塔均并联置于流程最后，这样物料中组分接近二元系统，物料简单，可确保这两个主要产品纯度，同时也可减少分离损失，提高烯烃收率。不同点是：加氢脱炔位置不同；流程排列顺序不同；冷箱位置不同。（相同点少1个扣1分，不同点少一个扣1分）4答：、深冷分离中，产品乙烯主要在哪四处损失？（少答1个扣1分，比例不答不扣分，答错1个扣1分）5答：各种芳烃组分中用途最广、需求量最大的是苯与对二甲苯，其次是邻二甲苯。6答：化学工艺与化学工程两门学科相配合，在生产实际中可以解决：化工过程开发；装置设计；流程组织；操作原理及方法等方面的问题；（答错1个扣1分）7答：常用的气化剂有：水蒸气；空气氧气。（少答1个扣1分）8答：烃类热裂解非常复杂，具体体现在以下三方面：原料复杂；反应复杂；产物复杂。（少答1个扣1分）9答：生碳结焦反应有下面一些规律： 在不同温度条件下，生碳结焦反应经历着不同的途径；9001100以上主要是通过生成乙炔的中间阶段；500900主要是通过生成芳烃的中间阶段。 （答1个得2分）10答：临氢气相异构化工艺流程主要由以下三部分组成：原料准备部分；反应部分；产品分离部分。（错一个扣1分）11答：生产过程所用的芳烃，主要从下面三方面而来：来自煤的焦化的副产煤焦油和粗苯；来自催化重整的重整汽油；来自乙烯生产中的裂解汽油。（答错一个扣1分）12答：C1C4烷烃是溶解在石油中的气态烃；C5C16烷烃为液态；C17及以上烷烃为固态烃。（答错一个扣1分