化学工艺学复习题及答案.doc

1、1、 基本有机化学工业的任务是什么？指 生 产 有 机 小 分 子 化 合 物 的 工 业 部 门 。 进 行 的 主 要 反 应 有 裂 解 、 氧 化 还 原 、 加 氢 -脱 氢 、 水 解 -水 合 和 羰基 化 等 。 产 品 有 低 级 烯 烃 、 醇 、 酸 、 脂 和 芳 烃 等2、 天 然 气 中 的 甲 烷 化 工 利 用 主 要 有 哪 三 条 途 径 ？ 经 转 化 先 制 成 合 成 气 ， 或 含 氢 很 高 的 合 成 氨 原 料 气 ， 然 后 进 一 步 合 成 甲 醇 、 氨 、 高 级 醇 和 羰 基 化 学 品 ； 经 部 分 氧 化 制 乙 炔 ； 直

2、 接 制 造 化 工 产 品 ， 如 制 造 炭 黑 、 氢 氰 酸 、 各 种 氯 甲 烷 、 硝 基 甲 烷 、 甲 醇 和 甲 醛 。3、 催化裂化条件下，主要发生的化学反应？ 烷烃的的裂解，产物以 C3、 C4 和中等大小的分子居多 异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多； 氢转移反应（即烯烃还原成饱和烃） ，使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少 聚合、缩合反应4、 催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类？六环环烷烃的脱氢；五元环烷烃异构化再脱氢；烷烃环化再脱氢；烷烃异构化；加氢裂化5、 加氢裂化过程发生的主要反应有哪些？加氢裂化是催化裂化技术的改进

3、，在临氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。主要反应有加氢精制、加氢裂化。加氢精制，以除去原料中的硫、氮、氧等杂质，和二烯烃，以改善加氢裂化所得的油料的质量；加氢裂化，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油6、 基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些？焦化-气化 -液化；热解 -气化-发电；气化 -合成-燃料；液化- 燃料- 气化；液化- 加氢气化7、 什么叫烃类热裂解法？烃 类 热 裂 解 ： 轻 质 烃 类 在 高 温 （ 850C） 下 受 热 分 解 生 成 分 子 量 较 小 的 烃 类 以 制 取

4、 乙 烯 、 丙 烯 、 丁 二 烯 和 芳 烃 等 基 本有 机 化 工 产 品 的 化 学 过 程 。8、 烷 烃 热 裂 解 的 一 次 反 应 主 要 有 哪 些 ？脱氢反应：R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2断链反应：R-CH2-CH2-R R-CH2=CH2+RH9 简述在烷烃热裂解中，烷烃脱氢和断链难易的规律？ 同碳原子数的烷烃，C-H 键能大于 C-C 键能，固断链比脱氢容易 烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低 脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之 带支链的 C-H 键或 C-C 键，较直链的键能小 低分子烷烃的 C-C 键在分子两端断裂比在分子链中央断

5、裂容易，较大分子量的烷烃反之。10、环烷烃热裂解的规律是什么？ 环烷烃热裂解易得芳烃，含环烷烃较多的原料，裂解产物中丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯较低，单环烷烃生成乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成 C4 以上烯烃、单环芳烃11、芳烃热裂解的反应类型？芳烃不易裂解为烯烃，主要发生侧链断链脱及脱 H 缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃，再转化为焦炭。固有：脱缩合、断侧链反应，脱氢反应、开环脱氢。12、简述各类烃类热裂解的规律？烷烃：正构烷烃最利于乙烯、丙烯的生成，且烯烃的分子量越小，总产率越高。异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃；烯烃：大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯；

6、烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃；环烷烃：环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应；芳烃：无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环芳烃，进而结焦在高温下，烷烃和烯烃还会发生分解反应生成少量的碳。13、烃类热裂解中二次反应有哪些？二次反应则是指一次反应产物继续发生的后继反应乙烯、丙烯消失，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应。烃类的二次反应比一次反应更复杂，生成的高级烯烃还会进一步裂解成低级烯烃，低级烯烃相互聚合或缩合可转化为环烷烃、芳烃、稠环芳烃直至转化为焦。烯烃加氢转化为烷烃，脱氢变为二烯烃或炔烃；芳烃经脱氢缩合转

7、化为稠环芳烃进一步转化为焦；烷烃会进一步裂解成低级烷烃，最后转化为碳和氢。二次裂解的结果是一次反应所得的低级烯烃转化为用途不大的裂解产物，使低级烯烃收率明显降低。16、什么是？族组成PONA 值适于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油烷烃（paraffin) 烯烃（olefin)环烷烃（naphthene) 芳烃（aromatics) 烷烃含量越大，芳烃越少，则乙烯产率越高 对于科威特石脑油，其烷烃、环烷烃及芳烃典型含量分别为 72.3、16.3、11,大庆石脑油则为 53、43、417、说明什么是芳烃指数？答：芳烃指数即美国矿务局关联指数（Bureau of Mines Correlation I

8、ndex）,简称 BMCI。用以表征柴油等馏分油中烃组分的结构特性。已知原料烃的体积平均沸点(t v,K)及其对水的相对密度( d 剫,C)，用下式即可算出芳烃指数值：正构烷烃的 BMCI 值最小（正己烷为0.2） ，芳烃则相反（苯为99.8） ，因此烃原料的 BMCI 值越小则乙烯潜在产率越高。中东轻柴油的 BMCI 典型值为25左右，中国大庆轻柴油约为20。 18、烃类热裂解采用什么样的温度、保留时间和烃分压能得到较好的产物分布? 裂解温度:750-900,原料分子量越小，所需裂解温度越高，乙烷裂解温度最高 温度停留时间的影响:对于给定原料，相同裂解深度，提高温度，缩短停留时间可以获得较高

9、的烯烃收率，并减少结焦抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低,使炔烃收率明显增加. 压力对裂解反应的影响从化学平衡角度分析（压力只对脱氢反应有影响）对一次反应：A B+Cn300 C）更大。所以合成甲醇温度低于 300C 时，要严格控制压力和温度的变化，以免造成温度的失控。当压力为 20Mpa 时，反映温度在 300C 以上，此时的反应热变化最少，易于控制。合成甲醇的反应若采用高压，则同时采用高温，反之，宜采用低温、低压操作。由于低温下反应速率不高，故需选择活性好的催化剂，即低温高活性催化剂，使得低压合成甲醇法逐渐取代高压合成甲醇法。 614 乙苯脱氢制苯乙烯生产过程中温度及空速对选择性的影响：乙笨脱氢反应是可逆吸热反应，温度升高有利于平衡转化率提高，也有利于反应速率的提高。而温度升高也有利乙苯的裂解和加氢裂解，结果是随着温度的升高，乙苯的转化率增加，二苯乙烯的选择性下降。乙苯脱氢反应是个复杂反应，空速低，接触时间增加，副反应加剧，选择性显著下降，故需采用较高的空速，以提高选择性，虽然转化率不是很高，末反应的原料气可以循环使用，必然造成能耗增加，因此需要综合考虑，选择最佳空速。