化学工艺设计学总复习题合集版

1、-化学工艺学总复习题1、化工生产过程一般可概括哪三大步骤？P24 化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反响和产品别离及精制三大步骤。2、化学工艺学的目的是什么？P1 创立技术先进、经济合理、生产平安、环境无害的生产过程。3、烃类裂解发生的基元反响大局部为自由基反响哪三个阶段？P61链引发反响、链增长反响、链终止反响三个阶段。链引发反响是自由基的产生过程；链增长反响时自由基的转变过程，在这个过程中一种自由基的消失伴随着另一种自由基的产生，反响前后均保持着自由基的存在；链终止是自由基消亡生产分子的过程。4、各族烃类的裂解反响难易顺序为？P61正烷烃异烷烃环烷烃(六碳环五碳环)芳烃5、三大合成材

2、料是哪些？合成塑料、合成橡胶、合成纤维。6、氨合成采用什么催化剂？各组分各有什么作用？P197氨合成催化剂以熔铁为主，复原前主要成分是四氧化三铁，有磁性，另外添加Al2O3、K2O等助催化剂。为了降低温度和压力，在催化剂中参加钴和稀土元素。 活性组分Fe3O4经复原后生成-Fe，活性中心的功能是化学吸附氮分子，使氮氮之间的三键削弱，以利于加氢形成氨。 Al2O3是构造型助催化剂，它均匀地分散在-Fe晶格和晶格间，能增加催化剂的比外表，并防止复原后的铁微晶长大，从而提高催化剂的活性和稳定性。 K2O是电子型助催化剂，能促进电子转移过程，有利于氮分子的吸附和活化，也促进生成物氨的脱附。 SiO2的

3、参加虽然有削弱催化剂碱性作用，但起到稳定铁晶粒作用，增加催化剂的抗毒性和耐热性等。 参加MgO能提高耐热性能和耐硫性，参加CaO能起助熔作用，使催化剂各组分易于熔融而形成均匀分布的高活性状态 7、影响化学平衡的因素有哪些？P30 反响温度、压力、浓度、反响时间、原料的纯度和配比等。8、烯烃裂解反响主要发生反响有哪些？P56 1.断链反响 2.脱氢反响 3.歧化反响 4.双烯合成反响 5.芳构化反响 9、影响化学反响速度的因素有哪些？P30 反响温度、压力、浓度、反响时间、原料的纯度和配比等。 惰性气体的存在，可降低反响物的分压，对反响速率不利，但有利于分子数增加的反响的平衡产率。10、乙烯直接

4、氧化法生产环氧乙烷，工艺流程包括哪两大局部？P247 反响局部和环氧乙烷回收、精制两大局部。11、固定床和流动床反响器各有什么特点？固定床 优点：返混较小；抑制串联副反响，提高选择性；对催化剂的强度、耐磨性要求较低 流化床 优点：构造简单，催化剂装卸容易，空速大；良好的传热效率，反响器温度均一且易控制；存在返混，以提高反响物浓度和生产能力。固定床使用于有串联式深度氧化副反响的反响过程流化床使用与深度氧化物主要来自于平行副反响，且主副反响活化能相差甚大的反响。固定床反响器的缺点是：传热差，反响放热量很大时，即使是列管式反响器也可能出现飞温反响温度失去控制，急剧上升，超过允许围。操作过程中催化剂不

5、能更换，催化剂需要频繁再生的反响一般不宜使用，常代之以流化床反响器或移动床反响器。 固定床反响器中的催化剂不限于颗粒状，网状催化剂早已应用于工业上。目前，蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。与固定床反响器相比，流化床反响器的优点是：可以实现固体物料的连续输入和输出；流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反响；便于进展催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进展，石油馏分催化流化床裂化的迅速开展就是这一方面的典型例子。然而，由于流态化技术的固有特性以及流化过程影响因素的多样性，对于反响器来说，流化床又存在粉明显的局限性：由于固体颗

6、粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的收率；反响物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触时机，降低了反响转化率；由于固体催化剂在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使催化剂加速粉化，加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出，造成明显的催化剂流失；床层的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以提醒其统一的规律，也难以脱离经历放大、经脸操作。12、属于对石油的一次加工和二次加工的过程分别有哪些？P14-18 一次加工：常压蒸馏、减压蒸馏；二次加工：催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂

7、解、烷基化、异构化、焦化。13、评价裂解原料性质的指标主要有哪些？P64族组成(PONA值)；氢含量；特性因数；关联指数(BMCI值)。14、对于天然气水蒸汽转化反响有什么特点？影响天然气水蒸汽转化反响的因素有哪些？P160-169 蒸汽转化法是在催化剂存在下及高温条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反响，生产H2、CO等混合气，该反响是强吸热反响的，需要外界供热仅供参考。因素：温度、压力、水碳比、组分、气流速度。15、影响催化剂使用寿命的主要因素有？P35 化学稳定性、热稳定性、力学性能稳定性、耐毒性。16、为什么要进展CO变换反响？P174 通过变换反响可产生更多氢气，同时降低CO含量，用于调节H

8、2/CO的比例，满足不同生产需要。17、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂组成及性能 P243由活性组分银，载体，和助催化剂组成。载体：提高活性银的分散度，防止银的微小晶粒在高温下烧结助催化剂：使载体外表酸性中心中毒，减少副反响进展。18、二氧化碳脱除方法各有哪些？P183溶液吸收剂吸收，分物理、化学、物理化学吸收，变压吸附，膜别离等固体脱出法19、丙烯氨氧化制丙烯腈工艺流程回收局部设置急冷器的理由？P256.防止丙烯腈, H 等副产物聚合，生产聚合物堵塞管道20、烃类氧化反响根本特征有哪些？P222反响放热量大，反响不可逆，氧化途径多种多样，过程易燃易爆21、对烃类的裂解过程，对温度、压力和停

9、留时间的要求？P72-73一定温度，提高裂解温度，有利于提高一次反响所得乙烯和丙烯的收率，有利于提高裂解选择性；高温短停留时间可抑制二次反响，提高烯烃收率，减少结焦。低压可促进乙烯一次反响，抑制发生聚合的二次反响减轻结焦程度。22、合成氨反响的热力学特点及影响因素？可逆反响正反响气态物质系数减小正反响是放热反响熵减小的反响 因素：温度和压力；氮氢比；惰性气体23、乙烯氧氯化单组分催化剂体系组成及作用P30524、几种根本反响的原子经济性？P411-4141、重排反响 2、加成反响 3、取代反响 4、消除反响 5、氧化反响25、氨合成的熔铁催化剂组成、使用前后的考前须知？P197-19826、什

10、么是爆炸极限？爆炸极限的影响因素？P260-26127、常采用哪些方法对合成气精制？铜氨液吸收法，甲烷化法，液氯洗涤法三种28、请写出乙烯氧氯化的反响机理。第一步是吸附的乙烯与氯化铜起反响，生成l,2-二氯乙烷，使二价铜复原为一价铜的形式。 第二步是一价铜被氧化为二价铜，并形成含有CuO的络合物。 第三步是生成的络合物遇到氯化氢时，使络合物发生分解反响，形成有催化作用的二价铜和水29、合成氨反响历程包括几个步骤？P200合成氨反响历程包括以下七个步骤： 原料混合气中的H2和N2从气相主流体中扩散到铁催化剂的外外表，属外扩散过程； H2和N2从催化剂外外表向孔扩散，到达催化剂微孔，属扩散过程；

11、扩散到孔的H2和N2气被吸附在催化剂外表上，并被活化，属吸附过程； 吸附态的H2和N2在催化剂外表上进展反响，经过一系列的中间化合，最后形成吸附态的产物，属外表反响过程； 吸附态的产物NH3从催化剂外表脱附下来，属脱附过程； 脱附的产物从催化剂孔向催化剂外外表扩散，属扩散过程； 产物从催化剂的外外表向主流体中扩散，属外扩散过程。30、烃类裂解为何采用水蒸汽作稀释剂？裂解反响后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的别离，不会增加裂解气的别离负荷和困难。使用其他惰性气体为稀释剂时反响后均与裂解气混为一体，增加了别离困难。 水蒸气热容量大，使系统有较大热惯性，当操作供热不平稳时，可以起到稳定温度的作用，保

12、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。 脱除结碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体的生碳反响。水蒸气对铁和镍有氧化作用，抑制它们对生碳反响的催化作用。而且水蒸气对已生成的碳有定的脱除作用。31、裂解气中酸性气体主要有哪些？脱除方法有哪些？裂解气中的酸性气体主要是CO2，HS和其他气态硫化物。对裂解气别离装置而言，CO2会在低温下结成千冰，造成深冷别离系统设备和管道堵塞，HS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响过程的催化剂中毒，也可能严重影响产品质量。因此，在裂解气精馏别离

13、之前，需将裂解气中的酸性气体脱除干净。脱除方法主要有：碱洗法脱除酸性气体；乙醇胺法脱除酸性气。32、在裂解气的深冷别离流程中，乙烯损失的主要部位有哪几处冷箱尾气中带出损失、乙烯塔釜液乙完中带出损失、脱乙烷塔釜液C3馏分中带出损失，压缩段间凝液带出损失33、工业上采用的羰基合成催化剂有哪些？迄今为止，工业上采用的羰基合成催化剂，其中心原子只有钴和铑。未经改性的羰基钴作催化剂，需要苛刻的反响条件，工业上采用的反响压力高达30MPa。经配体改性后，反响压力可以降低，但催化剂活性下降很多，反响生成醛的选择性亦发生变化，故限制了其应用围。未改性的羰基铑同样需要高的反响压力，并且产物的区域选择性很差，未能

14、在工业上采用。经配体改性的羰基铑催化剂，反响条件缓和，在催化剂浓度很低的情况下，即有满意的反响速度，产物的化学选择性和区域选择性都大大优越于钴。 34、选择性氧化反响中致稳气的作用？P247致稳气是惰性的，能减小混合气的爆炸限，增加体系平安性；具有较高的比热容，能有效地移出局部反响热，增加体系稳定性。 35、烃类裂解为何采用水蒸汽作稀释剂？P7536、绿色化学定义？环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，在化学产品的设计、制造和应用中防止和减少对人类安康和生态环境有毒有害物质的使用和产生。37、绿色化学工艺的途径和手段？指在绿色化学根底上开发的从源头上阻止环境污染的化学工艺。该工艺的建立和开发的

15、指导思想是采用原子经济反响，即原料中每一个原子都转化成产品，不产生任何废物和副产品，实现废物的零排放，也不采用有毒有害的原料，催化剂和溶剂，并生产环境友好的产品。过程绿色化。产品绿色化38、裂解气出口急冷操作的目的？裂解炉出口的高温裂解气在出口高温条件下将继续进展裂解反响，由于停留时间的增长，二次反响增加，烯烃损失随之增多。为此，需要将裂解炉出口高温裂解气尽快冷却，通过急冷以终止其裂解反响。当裂解气温度降至650以下时，裂解反响根本终止。急冷有间接急冷和直接急冷之分。39、参考有关工艺流程图，简要答复以下问题1为何采用二段压缩？213#合成塔是何种形式的合成塔？3惰性气体含量对平衡氨浓度有何影

16、响？4温度对合成氨有何影响？5简述此工艺中能量是如何充分合理利用的。40、以下图为氧气法生产环氧乙烷的工艺流程，请答复以下问题：1该流程可分为哪几个工序 2该法平安生产的关键局部是什么 采取了哪些平安措施 35#, 6#设备各起何作用 何者操作压力高，何者操作温度高 4氧气法和空气法为何均不采用流化床反响器41、原子经济性和原子利用率的定义是什么？请根据定义计算丙烯与过氧化氢环氧化合成环氧丙烷的原子经济性。P41142、几类化学反响的原子经济性？P411-414重排反响。加成反响，取代反响，消除反响，氧化反响，43、生物技术生产大宗化学品的典型产品有哪些并简述其生产工艺。P383-384燃料乙

17、醇，丙烯酰胺，聚乙酸，1-3丙二醇等。44、如何认识生物技术生产大宗化学品的优势与缺乏。45、生物技术生产大宗化学品过程中涉及哪些方面的技术，如何认识各项技术的作用与地位46、试比拟生物催化剂与化学催化剂的异同。生物催化剂：游离的或固定的细胞或酶的总称，在反响过程中起催化剂作用。生物催化剂包括生物体和酶类，具有高效性和高选择性，易于催化得到较纯的产品，可减少废物排放。有机化工工艺思考题第一、第二章 绪论、理论根底1、简单介绍煤化工的主要加工路线及各路线主要产品。375答：煤高温干馏：焦炉气、粗苯、煤焦油，焦炭；低温干馏：焦炉气、低温煤焦油、半焦；煤气化：合成气，甲醇，F-T合成油；煤直接液化：

18、合成油品。2、你认为传统大宗化工产品的生产过程应该如何改良以适应目前的平安、环保和经济需求？ 答：合理工艺，高效催化剂，减少高温、高压过程、反响设备小型化，强化传热、传质，采用可再生资源，减少排放，减少有毒产物的生产及使用。等等。3、谈谈你对绿色化工过程的认识。答：1、绿色原料，2、绿色溶剂，3、平安过程，4、绿色产品，5、能耗降低。4、对于现代工业化学过程所面临的平安、环保问题，你有何改良的建议提出10条具体措施？ 375答：合理工艺，高效催化剂，减少高温、高压过程、反响设备小型化，强化传热、传质，采用可再生资源，减少排放，减少有毒产物的生产及使用，绿色溶剂，过程自动化。等等。5、简单说明石

19、油加工过程中的常、减压蒸馏，催化裂化、催化重整、加氢裂化的原理及各个过程中原料的物理、化学变化。375答：常、减压蒸馏：利用原油组分的沸点不同，采用常、减压蒸馏的方法将原油别离为不同沸程的产品，该过程为物理过程。催化裂化：在催化剂作用下，将大分子的重质油裂化小分子的液体、气体产物，该过程为化学过程；催化重整：在铂催化剂作用下，直链油品的C-C键发生重新排列形成富含芳烃、环烷烃、支链烃的产物，该过程为化学过程；加氢裂化：在催化剂和氢气作用下，将重质油加热裂化得到小分子油品的过程，化学过程。6、简述你所了解的生物质及其在化学工业中的应用。答：生物质在工业中的应用相当广泛，目前生物的工业应用有：1、

20、糠醛生产、2、糖类、淀粉乙醇发酵、3、纤维素制乙醇、4、生物柴油、5、农林废弃物制合成气等。第三章 烃类热裂解1、 结合烃类热裂解过程的反响特点，提出裂解炉管的改良建议及理由。2、 答：反响特点：1、自由基反响，强吸热，反响温度高；2、具有二次反响，易结焦、生碳；3、反响为气体裂解反响，气体体积增大；4、目标产物为化学性质不稳定的物质。针对裂解炉管的改良措施：1、采用耐高温合金，提高反响温度；2、采用细径炉管，强化传热；炉管变径前细后粗，降低气体分压，减少结焦、生碳；3、炉管涂层，减少结焦、生碳；4、减少管程，缩短停留时间；5、炉管加翅片，强化传热。2、裂解气急冷的目的是什么？说说急冷器的分类

21、和它们的优缺点？答：急冷的目的：1、终止反响，2、回收热量，3、产物初步别离。急冷分为直接急冷，间接急冷。直接急冷，优点：构造简单，传热效果好，缺点：热量无法回收，产生油水混合物；间接急冷，优点：回收热量，无污水，缺点：传热效果差，易结焦。3、工业上由裂解汽油、重整汽油中别离芳烃的方法有那些？它们的原理是什么？答：芳烃别离的方法：溶剂萃取、萃取蒸馏。萃取：利用芳烃极性较大的性质，采用大极性溶剂将芳烃从油品中萃取；萃取蒸馏：萃取与蒸馏偶合，利用萃取剂提高烃类沸点的原理，提高别离度。4、裂解炉中甲烷、乙烷、丁烷、环己烷、乙苯、甲苯、水、氢各自能发生那些化学反响？答：裂解炉管中，甲烷不能发生化学反响

22、；乙烷主要反响为脱氢生成乙烯；丁烷可发生脱氢、C-C键断裂；环己烷主要反响为脱氢芳构和C-C键断；乙苯的主要反响为侧链脱除；甲苯反响主要为稠合；水的主要反响为消碳反响；氢气主要为加氢和氢解反响。5、简述SRT-裂解炉到SRT-裂解炉是如何围绕减少停留时间、提高反响温度、减少烃分压三个原则进展改良的。答：SRT-裂解炉到SRT-裂解炉的改良包括：1、管程不断减少，由8程减少为2程，管长由80-90米减少为20米左右，这样大大缩短了气体在炉管里的停留时间，由0.6秒减少到0.2秒左右；2、短停留时间炉由均径炉管开展为变径炉管，变径炉管在炉管的前程采用细管，挺高了传热效率，所以可以使反响温度迅速提高

23、，而且采用了耐热合金可以承受更高温度，炉管温度得以提高；3、采用变径炉管，炉管后程采用大直径炉管，提高了炉管的容积，降低了气体压力，有利于提高平衡收率，减少积碳。6、裂解气别离过程采用分级压缩的原因是什么？假设采用一次压缩到工作压力有什么缺点？答：分级压缩、分级冷却的目的：减少压缩过程中气体的温度上升，降低烯烃的副反响。假设一次压缩到工作压力，气体升温大，容易使烯烃产生聚合等不利反响。7、从原料的反响特性角度，比拟1干天然气、2直馏汽油、3重整汽油、4煤焦油作为热裂解原料的优劣。请从优到劣排序，并简单说明理由。答：从原料的裂解特性角度：1、直、支链烷烃环烷烃芳香烃；2、轻质原料优于重质原料；3

24、、甲烷在裂解管不发生化学反响。干天然气的主要成分为甲烷，所以不能作为裂解原料；直馏汽油的主要成分为直、支链烷烃和环烷烃，轻质组分含量大，是性能较好的裂解原料；重整汽油中除直、支链烷烃和环烷烃外，还含有大量烯烃及芳香烃，所以裂解性能较差；煤焦油一般来说含大量单环、稠环芳香族化合物，分质量相对较高，在裂解管结焦、生碳严重，不是好的裂解原料。所以：2直馏汽油3重整汽油4煤焦油1干天然气。第四章 芳基转化1、苯与乙烯烷基化反响中多乙苯形成的原因？工业过程中采取了那些措施减少多乙苯的产生？ 答：烷基化反响机理为F-C反响，是一种亲电取代的反响过程，烷基为供电基，所以容易发生多烷基反响。工业上采用了：1、

25、低乙烯：苯物料比；2、多烷基产物循环；3、短接触时间气相烷基化，多烷基化过程为串联过程；4、高选择性催化剂分子筛；5、合理生产工艺等措施来减少多乙苯的生成。2、 苯烷基化的催化剂有哪些类型？这些催化剂的特点有什么？使用时要注意什么问题？ 答：苯烷基化的催化剂类型有：1、Lewis酸、2、质子酸、3、分子筛等。Lewis酸催化活性高，具有烷基化和脱烷基能力，但性质不稳定、不耐水，有一定腐蚀性，会产生无机污染物；质子酸，活性高，但对设备腐蚀大；分子筛催化剂，构造稳定，与产物别离简单，具有烷基化、烷基转移、异构化、择型催化能力等特殊功能。3、比拟甲苯催化脱烷基、热脱烷基两种工艺的优、缺点。 答：甲苯

26、热脱烷基，优点：自由基反响，无需催化剂，产率高、选择性较好、设备构造简单，生产能力大、结焦少，设备开工时间长，缺点：反响温度高，能耗大；催化脱烷基，优点：反响温度低，转化率、选择性优，缺点：设备复杂、需催化剂，易结焦。4、二甲苯异构化的主要目标是增产对二甲苯，但受反响热力学的限制，对二甲苯的产率低。如何提高对二甲苯的产率，你有何建议？ 答：二甲苯异构化生产对二甲苯的过程受热力学限制产率在23%左右，为提高对二甲苯的产率，可以采用：1、循环反响，2、采用具有择型催化能力的分子筛催化剂提高选择性等方法。第五章 合成气1、煤制合成气、天然气制合成气、渣油制合成气的工业生产设备的构造如何？有何不同？为

27、什么会有这些不同？ 答：煤，气-固反响，空气氧气和水蒸气为气化剂，无催化剂，高温热化学反响，汽化炉，固定床、流化床、气流床；天然气，气-气接触催化反响，水蒸气为气化剂，一段转化炉固定床，二段转化炉空气、水蒸气为气化剂；渣油，液-气局部氧化反响，空气氧气为气化剂，无催化剂，气化炉。 设备构造不同的原因：原料构造、性质、状态不一样，采用的加工方法不同，所以采用的设备也不一样。2、合成气生产中，硫化物的脱除方法有那些？假设要回收利用这些硫，请设计流程框图。 答：合成气脱硫有湿法、干法两种。干法采用碱性固体吸附剂脱除硫化物；湿法有：氧化法、化学吸收乙醇胺法，催化法、物理吸收法低温甲醇法和物理化学吸收法

28、。流程图：3、有机胺、硫化物、水、氧对煤、天然气、重油这三种制合成气的过程有什么影响？ 答：煤、重油制合成气是热化学过程，天然气制合成气为催化转化过程。有机胺、硫化物对煤、重油气化过程无明显不良影响，对天然气转化过程会影响催化剂活性；水、氧是煤和天然气气化过程的气化剂，而重油气化过程的气化剂是氧。4、从原料的物理、化学特性分析：你认为生物质制合成气过程在反响装置、气化剂两方面与1煤制气2重油制合成气3天然气制合成气三过程哪个最相似？并简单说明原因。 答： 煤制气，气-固反响，空气氧气和水蒸气为气化剂，无催化剂，高温热化学反响，汽化炉，固定床、流化床、气流床；天然气制合成气，气-气接触催化反响，

29、水蒸气为气化剂，一段转化炉固定床，二段转化炉空气、水蒸气为气化剂；渣油制合成气，液-气局部氧化反响，空气氧气为气化剂，无催化剂，气化炉。生物质制气，气-固反响，空气氧气和水蒸气为气化剂，无催化剂，高温热化学反响，汽化炉，固定床、流化床、气流床等。生物质是固体，其在高温脱水可以生成炭，其理化性质与煤接近，所以生物质制合成气的装置、气化剂与煤气化过程相似。原料构造、性质、状态相近，采用的加工方法也相似，所采用的设备也相似。第六章 加氢与脱氢1、工业合成氨过程和甲醇合成过程都有较大的气体循环量，为什么？理论上，有那些措施可以减少气体循环量？ 答：两个过程都是放热反响，可逆平衡反响，而且在反响温度下平

30、衡转化率较低，大量气体原料未转化，必须循环使用，所以造成气体循环量大。 理论上减少气体循环量的方法：1、两个反响均为气体体积减小的反响，采用加压的方法可以提高转化率，减少未转化气体；2、两反响均为放热反响，采用低温反响有利于提高转化率，降低气体循环量，但必须采用高活性催化剂；3、合理的工艺条件，如：物料比、气速等可以减少气体循环量；4、高效的产物别离，也可降低气体循环量。2、合成氨塔使用过程中，催化剂失活的可能原因有那些？如何解决？答：催化剂失活的原因有：1、晶粒长大，2、催化剂中毒。晶粒长大必须更换催化剂，催化剂中毒，暂时中毒可以再生，永久中毒必须更换催化剂。3、理论上，工业加氢与脱氢可以采

31、用同种催化剂，但实际生产中却使用两种不同类型的催化剂，原因是什么？答：工业加氢用通常用金属催化剂，脱氢过程用金属氧化物催化剂，金属催化剂活性高，氧化物催化剂活性相对低。但脱氢过程中容易生碳，所以通常采用水蒸气为稀释剂消碳，但金属催化剂通常对水蒸气不耐受，所以脱氢过程一般采用氧化物催化剂。脱氢反响温度高,金属氧化物耐热性能好.4、合成氨过程中，产品氨别离的方法为冷凝别离。你还有什么别离方法的建议？答：1、低温溶剂吸收、2、吸附剂、3、膜别离、4、酸性吸收剂等5、乙苯催化脱氢制苯乙烯过程，比拟采用1水蒸汽2氢气3氮气作为稀释气体的优劣，排序并简单说明原因。答：1、乙苯催化脱氢制苯乙烯过程，是一个气

32、体体积增大的反响，参加稀释气体，降低气体分压，有利于平衡向产物方向移动；2、乙苯制苯乙烯是在高温下的催化脱氢反响，结焦、生碳严重，采用稀释气体有利于减少上述副反响的发生，提高催化剂使用寿命。 理论上，1水蒸汽2氢气3氮气都可作为乙苯脱氢过程的稀释剂。但氢气是脱氢过程的产物，作为稀释气体，会降低平衡转化率，而且氢气使用有平安问题；氮气为惰性气体，但无消碳作用；水蒸气的热容大，平安，且对焦、碳等具有消除作用，是较好的稀释气体。所以：1水蒸汽3氮气2氢气。第七章 选择性氧化1、工业氧化过程，选择性低，难于控制的原因是什么？答：1、工业氧化过程中多数反响为自由基反响过程，反响中间体活性高，反响机理复杂

33、，可能的反响途径多， 副产物种类多。氧化过程为串联过程，容易形成不同氧化的产物。2、催化氧化过程的机理、历程研究不明确，所以有针对的解决问题的方法较少。3、氧化过程强放热、过程平安问题突出，所以也导致对工艺条件的诸多限制，不利于反响过程的优化。2、工业氧化过程中的致稳气的作用是什么？常用的种类有那些？各种致稳气使用的优缺点是什么？答：工业氧化过程的致稳气有：氮气、二氧化碳、甲烷。氮气本钱低，热容相对小；甲烷热容大，可以缩小爆炸围，减少爆炸强度；二氧化碳，反响中的副产物，无需外加。第八章 羰基合成1、结合丙烯氢甲酰化合成丁醛过程，说明催化剂的构造、性能改良是如何推动该工业过程的开展？ 答：氢甲酰

34、化过程采用的催化剂开展了三种类型：1、羰基钴、2、膦配体羰基铑、3、磺基膦配体羰基铑。羰基钴催化剂，活性低，需高温高压条件，催化剂用量大，需回收，对设备有磨损，正/异构比例低；膦配体羰基铑，活性高，低温低压操作，催化剂回收工序多，难度较大，催化剂本钱高、流失大，正/异构比例高；磺基膦配体羰基铑，活性高，低温低压，产物别离简单，催化剂回收方便，流失少，正/异构比例高。2、羰基合成乙酸过程中参加碘化物的作用是什么？常用的碘化物种类有那些？答：碘化物为羰基化过程的催化剂。常用碘化物有：1、碘化氢，2、碘甲烷，3、碘单质。第九章 氯化1、二氯乙烷热裂解过程副反响较多，请从反响机理入手，提出减少副反响的

35、建议。答：二氯乙烷热裂解反响中的副反响包括：异构化、芳构化、聚合、C-C键断裂、生碳等。二氯乙烷热解的主反响为自由基反响，可以采用1、适宜的反响温度；2、采用光催化或参加引发剂；3、采用适宜催化剂等方法提高主反响选择性。2、丙烯用氯气氯化的可能产物有那些？ 假设目的产物为-氯丙烯，你有何措施提高目的产物的选择性？20分答：丙烯氯气氯化的可能产物有：加成氯化产物、热氯化产物、多氯化产物、氯热解产物。 1、-氯丙烯的生成为热促自由基反响，高温有利于该反响的发生；2、在丙烯氯化的所有产物中，-氯丙烯的氯含量最低，所以低氯：丙烯比有利于其生成；3、强化混合效果有利于减少多氯产物的生成，并使反响过程稳定

36、、平安；4、减少接触时间有利于降低多氯化串联反响的发生。 提高-氯丙烯的选择性的方法：1、提高反响温度；2、低氯摩尔比；3、强化丙烯与氯气的混合；4、减少气体接触反响时间。第十章 生物质转化与利用1、 生物柴油的生产方法有那些并简单介绍这些方法的工艺。答：生物柴油的生产方法，分为物理法、化学法。物理法包括：直接混合，动植物油脂与石化柴油直接混合，微乳液法，利用乳化剂将动植物油脂与石化柴油混合；化学方法包括：热裂解法，热化学方法将油脂裂解变成小分子化合物，酯交换法，利用甲醇、乙醇与甘油交换得到小分子化合物。2、简单介绍生物柴油合成的酸催化、碱催化、生物催化和超临界法的根本化学过程，并比拟这些方法

37、的优缺点。答：生物柴油的生产采用动植物油脂与低级醇发生酯交换反响制备。酸催化法：采用质子酸、Lewis酸、固体氧化物等酸性催化剂；碱催化法：采用无机碱、固载无机碱等碱性催化剂；生物催化采用的催化剂是改造后的脂肪酶；超临界法不用催化剂，在低级醇的超临界条件下，直接进展酯交换。超临界法生物催化法化学催化法催化剂无酶酸、碱反响条件300，10MPa 需有机溶剂：醇 5-10 min30-60,常压 需有机溶剂：醇 1-20 h40-80,常压 需有机溶剂：醇 1-20 h产率 98% 88% 95%原料要求很低一般酸值不高于1mg KOH/g油；水分含量低于0.005%皂化产物无无有产物别离方法静置

38、分层过滤中和、离心、水洗反响器构造1、可逆放热反响过程中采用的反响器设计中，工业上有什么方法控制反响温度与最优操作温度接近？ 答：可逆放热过程：随反响进展温度不断提高，而过程的平衡收率随温度上升而降低。工业上采用分步冷却的方法使反响温度与最优操作温度接近，冷却方式包括：直接冷却和间接冷却。一、 简答题1. 化学工业按生产的产品分类可分为那几大类？答：化学工业按产品分类可分为如下几大类：（1） 无机化学工业。（2） 有机化学工业（3） 精细化学品工业（4） 高分子化学工业（5） 生物化工工业。2. 化学工业的主要资源包括那些？答：化学工业的主要资源包括：无机化学矿，石油，煤，天然气，生物质，再生

39、资源，空气和水等。3. 烃类热裂解产物中的有害物质有哪些？存在哪些危害？如何脱除？答：烃类热裂解产物中的有害物质包括：硫化氢等硫化物，二氧化碳，炔烃和水。硫化氢的危害：硫化氢会腐蚀设备和管道，使枯燥的分子筛的寿命缩短，使脱炔用的加氢催化剂中毒并使烯烃聚合催化剂中毒。二氧化碳的危害：在深冷别离裂解气时，二氧化碳会结成干冰，堵塞管道及设备，影响正常生产；对于烯烃聚合来说，是烯烃聚合过程的惰性组分，在烯烃循环时造成积累，使烯烃的分压下降，从而影响聚合反响速度和聚合物的分子量。炔烃的危害：炔烃使乙烯和丙烯聚合的催化剂中毒。水的危害：在深冷别离时，温度可达-100，水在此时会结冰，并与甲烷，乙烷等形成结

40、晶化合物CH46H2O，C2H67H2O，C4H107H2O，这些结晶会堵塞管道和设备。脱除方法：硫化氢和二氧化碳用氢氧化钠碱液吸收来脱除；炔烃采用选择性加氢法来脱除。水采用分子筛枯燥法脱除。4. 简述芳烃的主要来源。答：芳烃的主要来源有：（1） 从煤焦化副产煤气所得粗苯和煤焦油中提取；（2） 从催化重整汽油中提取；（3） 从烃类热裂解制乙烯所得裂解汽油中提取；（4） 轻烃芳构化和重芳烃轻质化制芳烃。5. 举例说明芳烃转化催化剂有哪些？答：芳烃转化所用催化剂包括：（1） 酸性卤化物，如：AlCl3、AlBr3、BF3等路易斯酸。（2） 浸渍在载体上的质子酸，如：载于硅藻土或硅胶等载体上的硫酸、

41、磷酸及氢氟酸等。（3） 浸渍在载体上的路易斯酸，如载于-Al2O3上的AlCl3、AlBr3、BF3、FeCl3、ZnCl2、TiCl4等。（4） 混合氧化物催化剂，如SiO2-Al2O3等。（5） 贵金属-氧化硅-氧化铝催化剂，如Pt/ SiO2-Al2O3等。（6） 分子筛催化剂，如经过改性的Y型分子筛、丝光沸石和ZSM系列分子筛等。6. 工业上生产合成气的方法有哪些？其中哪种方法投资和本钱最低？答：工业上生产合成气的方法有：（1） 以煤为原料的煤气化法。（2） 以天然气为原料的天然气蒸汽转化法。（3） 以重油或渣油为原料的局部氧化法。其中以天然气蒸汽转化法的投资和本钱最低。7. 合成气主

42、要工业化用途有哪些？合成气的主要工业化用途包括：（1） 合成氨；（2） 合成甲醇；（3） 合成醋酸；（4） 烯烃的羰基合成；（5） 合成天然气、汽油和柴油。8. 在乙烯直接氧化制环氧乙烷过程中，与空气氧化法相比拟，氧气氧化法有哪些优点？答：与空气氧化法相比，用氧气氧化乙烯制环氧乙烷具有如下优点：（1） 空气氧化法反响局部的工艺流程较为复杂，需要空气净化系统、排放气氧化和吸收系统及催化燃烧系统，23台氧化反响器。而氧气氧化法只需要一台反响器，不需要上述系统，仅多了一套脱碳系统，不包括空气别离装置时，氧气氧化法的建厂费用和固定资产投资比空气氧化法省。（2） 氧气氧化法的催化剂不会受空气污染，且氧化

43、反响温度低，因此催化剂的寿命长。（3） 氧气氧化法可采用浓度较高的乙烯，反响器的生产能力比空气氧化法高。（4） 氧气氧化法的乙烯消耗定额和电力消耗比空气氧化法低。9. 丁二烯的生产方法有哪些？答：丁二烯的工业生产方法包括：（1） 从烃类热裂解制乙烯副产的C4馏分得到。（2） 乙醇和成丁二烯。（3） 由正丁烷和正丁烯脱氢得到。（4） 正丁烯氧化脱氢制丁二烯。10. 在丁二烯的生产过程中，参加水蒸气具有哪些作用？答：水蒸汽的作用包括：（1） 参加水蒸汽可以提高反响的选择性。（2） 参加水蒸汽可以提高反响速率。（3） 参加水蒸汽可以控制反响温度。（4） 参加水蒸汽可以利用水煤气反响到达清焦的作用。（

44、5） 参加水蒸汽可以降低爆炸极限，到达防止爆炸的目的。11. 说明氨合成催化剂的组成及其作用。答：氨合成催化剂的组成包括Fe，Al2O3，K2O，CaO，MgO，SiO2等。（1） 氨氧化催化剂的活性组分是Fe，未复原时为FeO +Fe2O3，其中FeO占2438%，Fe2+/Fe3+=0.5，一般在0.470.57之间，可视为Fe3O4，具有尖晶石构造。（2） Al2O3的作用：Al2O3与Fe3O4作用可形成FeAl2O4，具有尖晶石构造，当催化剂复原后，Fe3O4被复原为Fe，而未被复原的Al2O3仍保持着尖晶石构造，起到骨架作用，从而防止铁细晶的长大，使催化剂的比外表积增加，活性增加。

45、因此，Al2O3为构造型助催化剂，氧化镁的作用与Al2O3的作用相似，也是构造型助催化剂。（3） K2O的作用：氧化钾是电子型助催化剂，在FeAl2O3催化剂中添加氧化钾后，可以使金属的电子逸出功下降，有助于氮的活性吸附。（4） CaO的作用：CaO的作用与K2O相似，也是电子型助催化剂，同时，氧化钙能降低固熔体的熔点和粘度，有利于三氧化二铝和四氧化三铁固熔体的形成，提高催化剂的热稳定性。（5） Si2O的作用：二氧化硅是磁铁矿中的杂质，具有中和K2O和CaO的作用，此外，Si2O还具有提高催化剂抗水毒害和耐烧结的性能。12. 天然气蒸汽转化反响是体积增大的可逆反响，加压对化学平衡不利，为什么

46、还要加压操作？答：从烃类蒸汽转化反响的平衡考虑，反响宜在低压下进展，但从20世纪50年代开场，逐渐将压力提高到3.54.0MPa下操作，现在的最高压力可达5MPa。其原因如下：（1） 可以节省压缩功耗。烃类蒸汽转化为体积增大的反响，而气体的压缩功与被压缩气体的体积成正比，所以压缩含烃原料和二段转化所需的空气的功耗要比压缩转化气节省。同时由于氨是在高压下合成的，氢氮混和气压缩的功耗与压缩前后压力比的对数成正比，这就是说，合成压缩机的吸入压力越高，压缩功耗越低。尽管转化反响压力提高后，原料气压缩和二段转化所用的空气压缩机的功耗要增加，但单位产品氨的总功耗还是减少的。（2） 可以提高过量蒸汽余热的利

47、用价值。由于转化是在过量水蒸气条件下进展的，经一氧化碳变换冷却后，可以回收原料气量余热。其中水蒸气的冷凝热占有相当大的比重，这局部热量与水蒸气的分压有直接关系，压力越高，水蒸汽的分压也越高，因此其冷凝温度即露点越高，在同一汽气比条件下，低变炉出口气体的露点随压力的升高而增加，蒸汽冷凝液利用价值也就越高，温度一样，压力越高，热效率越高，即回收的热量越多。（3） 可以减少原料气制备与净化系统的设备投资。转化压力提高，变换、净化以至到氢氮混和气压缩机前的全部设备的操作压力都随着提高，对于同样的生产规模，在一定程度上，可以减少设备投资，而且在加压条件下操作，可提高转化和变换的反响速率，可以减少催化剂用

48、量。13. 在烃类热裂解的过程中，参加水蒸气作为稀释剂具有哪些优点？答：在烃类热裂解的过程中，参加水蒸汽作为稀释剂具有如下优点：（1） 水蒸汽的热容较大，能对炉管温度起稳定作用，因而保护了炉管。（2） 水蒸汽价廉易得，且容易与裂解产物别离。（3） 水蒸汽可以抑制原料中的硫化物对合金钢裂解炉管的腐蚀。（4） 水蒸汽可以与裂解管中的焦炭发生水煤气反响而清焦。（5） 水蒸汽对金属外表起一定的氧化作用，使金属外表的铁镍形成氧化膜，从而减轻了铁、镍对烃类气体分解生炭的催化作用。14. 裂解气的压缩为什么采用多级压缩？确定压缩段数的依据是什么？答：；裂解气的采用多级压缩的优点：（1） 节约压缩功耗，压缩机

49、压缩气体的过程接近绝热压缩，功耗大于等温压缩，如果把压缩分为假设干段进展，段间冷却移热，则可节省局部压缩功，段数越多，越接近等温压缩。（2） 裂解气中的二烯烃易发生聚合反响，生成的聚合物沉积在压缩机，严重危及操作的正常进展。而二烯烃的聚合速度与温度有关，温度越高，聚合速度越快，为了防止聚合现象的发生，必须控制每段压缩后气体温度不高于100 。（3） 减少别离净化负荷，裂解气经过压缩后段间冷凝，可除去大局部的水，减少枯燥器的体积和枯燥剂的用量，延长枯燥器的再生周期；同时还可以从裂解气中分凝出局部C3及C3以上的重组分，减少进入深冷系统的负荷，从而节约了冷量。根据每段压缩后气体温度不高于100，防

50、止二烯烃在压缩机发生聚合反响，压缩机的压缩比为2左右，并依据气体的最初进口压力和最终出口压力来确定压缩机的段数。15. 说明在裂解气的别离过程中，设置冷箱的作用及其特点。答：在烃类热裂解的裂解气别离的过程中，设置冷箱的作用提高乙烯的回收率。冷箱的特点：（1） 用冷箱分出氢气91.48%，使脱甲烷塔的CH4/H2增加，从而使乙烯的回收率增加。（2） 冷箱分出的富氢可作为炔烃加氢的原料。（3） 冷箱采用逐级冷凝，分股进料，从而减轻脱甲烷塔的负荷。（4） 流程通过节流阀A、B、C的节流制冷作为低温冷量的来源。 冷箱适用于生产规模大，自动化水平高，原料气组成稳定的流程。16. 工业上氢气的来源有哪些？

51、答：工业上氢气的来源包括：（1） 水电解制氢。（2） 焦炉煤气、油品铂重整和烃类热裂解等副产氢气，经过变压吸附可制得纯氢。（3） 煤气化制氢，工业煤经过水煤气反响或半水煤气反响可制得氢气。（4） 气态烃或轻油石脑油经水蒸汽转化反响可制氢。二、 写出以下过程的主要化学反响，催化剂，反响压力和反响温度。1. 二氧化硫接触氧化制三氧化硫。1化学反响：SO2 + 1/2O2 SO32催化剂：活性组分：V2O5。载体：硅胶、硅藻土及其混合物。助催化剂：K2O、K2SO4、TiO2、MoO3等。3反响压力：常压。4反响温度：4006002. 双加压法氨接触氧化制一氧化氮。1化学反响：4NH3 + 5O2

52、4 NO + 6H2O2催化剂：Pt网。3反响压力：0.250.5MPa。4反响温度：8508603. 氧气氧化法乙烯环氧化制环氧乙烷。1化学反响：C2H4 + 1/2O2 C2H4O 2催化剂：活性组分：Ag。载体：碳化硅，Al2O3和含有少量SiO2的Al2O3，助催化剂：碳酸钾、碳酸钡和稀土元素化合物。3反响压力：1.03.0 MPa。4反响温度：2042704. 丙烯氨氧化制丙烯腈。1化学反响：CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2O2 CH2=CH + 3H2O 2催化剂：钼酸铋系：P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/Si2O；锑系：Sb-Fe-O。3反响压力：常压。4反响

53、温度：最正确温度：440。5. 氢氮气合成氨1化学反响：N2 + 3H2 2NH32催化剂：Fe-Al2O3-MgO-K2O-CaO-SiO23反响压力：15MPa。4反响温度：390520。6. 一氧化碳、氢气合成甲醇1化学反响：CO + 2H2 2CH3OH 2催化剂：CuO-ZnO-Al2O3 。3反响压力：510MPa。4反响温度：230270。7. 乙苯脱氢制苯乙烯1化学反响： C2H5 CH=CH2 + H22催化剂：Fe2O3-Cr2O3-K2O3反响压力：常压。4反响温度：6006308. 正丁烯氧化脱氢制丁二烯1化学反响：n-C4H8 + 1/2O2 CH2=CHCH=CH2

54、 + H2O2催化剂：铁酸盐尖晶石催化剂。3反响压力：常压4反响温度：3275479. 乙烯液相氯化制1，2二氯乙烷1化学反响：CH2=CH2 + Cl2 ClCH2CH2Cl 2催化剂：FeCl33反响压力：常压。4反响温度：50。10. 电石乙炔法制氯乙烯。1化学反响：C2H2 + HCl CH2=CHCl2催化剂：HgCl2/活性碳。3反响压力：常压。4反响温度：160180。 三、 根据所给流程答复以下问题：1. 乙烯配位催化氧化制乙醛：答复以下问题：（1） 为什么催化剂溶液可以在反响器与除沫别离器之间自动循环？（2） 写出三个根本化学反响。（3） 反响热是如何移出的？（4） 反响器的

55、进料组成是多少？（5） 写出反响所用的催化剂溶液的组成。（6） 写出催化剂再生的方法和再生的化学反响。（7） 反响温度和压力各是多少？乙烯的转化率是多少？（8） 自吸收塔顶部出来的气体在循环时为什么将局部气体排放而不全部作为循环气返回到反响器？答：（1） 新鲜乙烯和循环乙烯的混合物与氧气分别自反响器的底部送入，催化剂溶液也从底部送入反响器，乙烯和氧气以鼓泡的形式通过反响器，在液相进展化学反响转变为乙醛。由于反响放热，将产物乙醛和局部水汽化，因此反响器被密度较低的气液混合物所充满，该气液混合物通过反响器上部的两根连通管流入除沫别离器。由于在除沫器气速降低，气体自顶部流出，催化剂溶液沉积在底部，这样，在除沫器的催化剂的密度比反响器的气液混合物的密度大得多，因此催化剂溶液可自行通过除沫器底部的循环管返回到反响器，从而实现了反响器和除沫器之间的循环。（2） 写出三个根本化学反响。3分烯烃的羰化反响：CH2=CH2PdCl2 H2O CH3CHO Pd0