青岛科技大学工艺学

填空题 1、21世纪化学工业的发展使化学工艺学面临如产品精细化和个性化、原料路线转变和发展绿色化工技术等挑战。 2、合成气的主要成分是一氧化碳和氢气。 3、3A型的分子筛只能吸附 水 而不能吸附 乙烷分子。 4、深冷分离中常用的制冷方法有两种：冷冻循环制冷和 节流膨胀制冷。 5、苯环上取代基愈多，加氢反应速度 愈慢。 6、在脱炔及一氧化碳工序中加氢反应器温差低的原因是氢气与甲烷之比过小，催化剂中毒。 7、影响一氧化碳变换的因素有： 压力、 温度、 空速、 气体组成。 8、气体最终净化的目的是 脱除微量CO和CO2。 9、间歇式半水煤气造气的过程中洗气塔的作用是洗涤煤气中的灰尘和一部分可溶性气体，如硫化氢、二氧化碳等，以减少煤气对设备的腐蚀和灰尘堵塞设备。同时，达到冷却、除尘、洗涤的目的。 10、影响内扩散过程的因素有 催化剂颗粒大小（粒度）、形状、孔隙率。 11、以天然资源煤、石油、天然气、生物质为原料经过化学加工得到的“三烯”、“三苯”、“一炔”、萘等八大基础原料，其中“三烯”是指乙烯、丙烯、丁二烯 “三苯”是指苯、甲苯、二甲苯 ， “一炔”是指乙炔。 12、吹风阶段的目的是 吹入空气，提高燃料层温度，吹风气放空 13、合成气净化包括原料气的脱硫，一氧化碳变换，二氧化碳的脱除，原料气精制 14、下吹风阶段是将蒸气和加氮空气自上而下送入进行气化反应，使燃料层温度趋于均衡。 15、多数镍催化剂是以 氧化态 供货的。它 没有催化活性，使用前必须进行还原 16、醛、酮、酸、酯的加氢产物都是醇，但其加氢难易程度不同，一般的难易顺序为 醛>酮，酯 > 酸 17、裂解气乙烯和丙烯的加氢精制——主要为脱 炔 、 二烯烃 等。 18、催化剂中载体的作用是隔离活性组分的微小晶体而不至于被熔结 ， 从而 增加 催化剂的稳定性。 19、合成甲醇反应器有 绝热式 和 等温式 两类反应器。 20、烃类催化脱氢反应是 强吸热 反应。 21、烃类脱氢反应是分子数 增加 的反应， 降低 总压P，则产物的平衡浓度 增大 。（加氢反应是分子数减少的反应，故增大反应压力，能提高加氢产物的平衡产率。） 22、以乙苯脱氢为例，除主反应外，还有裂解反应 和 加氢裂解 反应两种。 23、氧化铬—氧化铝系催化剂中 氧化铬 是活性组分， 氧化铝 是载体。 24、催化剂颗粒愈细，其生成产物的选择性 愈高，脱氢的反应速度 愈快 。 反应温度高，既有利于 脱氢平衡 ，又可 加快 脱氢反应速度。 26、乙苯脱氢工艺中主要关键技术：脱氢催化剂 ，反应器， 苯乙烯精制。 27、工业生产上采用的裂解气分离方法主要有 深冷分离 和 油吸收精馏分离 两种。 28、深冷操作的系统由压缩冷冻系统 、气体净化系统 和 低温精馏分离系统 三部分系统构成。 29、常用的加氢催化剂有 金属催化剂、骨架催化剂、金属氧化物、金属硫化物 以及金属络合物催化剂。 名词解释 1、平衡温距：一、二段转化炉实际出口温度与出口气体组成相对应的平衡温度之差。△T=T（实际出口温度）－TP（与出口气体组成相应的平衡温度） 2、空速：空间速度表示单位容积催化剂每小时所处理的气量 3、烃类热裂解反应：不用催化剂，将石油系烃类原料加热到750-900℃发生热裂解,使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、烷烃和其他不同分子量的轻质烃和重质烃类 4、一次反应：原料烃类（主要是烷烃、环烷烃）经热裂解生成乙烯和丙烯等低碳烯烃的反应。 5、选择性加氢： 有些加氢反应被加氢的化合物分子中有两个以上官能团，要求只一个官能团有选择地进行加氢，而另一个官能团仍旧保留，这种加氢反应称为选择性加氢。选择性加氢的关键在于选择适宜的催化剂。 6、二次反应：一次反应的产物乙烯、丙烯等低级烯烃进一步发生反应生成多种产物，直至生焦和结炭。 7、停留时间：是指物料从开始到达某一转化率时在反应器内经历的反应时间。 8、固体燃料气化：是指用氧或含氧气化剂对固体燃（煤、焦炭）进行热加工，使其转化为可燃性气体的过程，简称“造气”。 9、独立反应：同时进行的若干反应,如果其中任何一个反应均不可能由其他反应线性组合得到，此即为独立反应。 10、前加氢：前加氢在脱甲烷前进行，前加氢因氢气未分出就进行加氢，加氢用氢气是由裂解气中带入的，不需外加氢气，因此，前加氢又叫做自给加氢，故流程简单，能量消耗低。 11、催化加氢：指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 12、生碳：在较高温度下（大于1200k）通过生成乙炔的中间阶段，脱氢为稠和的碳原子。（有机物在惰性介质中经过高温裂解，释放出氢或其他小分子化合物生成碳，并非独个碳原子，而是以若干个碳原子稠和形式的碳，称为生碳。） 13、结焦：若产物中含有少量的氢，碳含量约为95%以上，称为结焦。(在较低温度下（小于1200k）通过芳烃缩合而成。) 14、裂解深度：是指裂解反应进行的程度。裂解深度越深，氢和甲烷越多，气态产物量越大，液态产物量相对则低。 15、深冷分离：在-100℃左右的低温下，将裂解气中除了氢和甲烷以外的其它烃类全部冷凝下来。然后利用裂解气中各种烃类的相对挥发度不同，在合适的温度和压力下，以精馏的方法将各组分分离开来，达到分离的目的。 16、油吸收法：利用裂解气中各组分在某种吸收剂中的溶解度不同，用吸收剂吸收除甲烷和氢气以外的其它组分，然后用精馏的方法，把各组分从吸收剂中逐一分离。 三、 简答题 1、裂解装置中预分馏过程的作用是什么？ 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，减少进入压缩分离系统的进料负荷 大大减少污水排放量 合理的热量回收 急冷油用于发生稀释蒸汽 急冷水用于分离系统的工艺加热 减少裂解气结焦的措施？ 控制停留时间：一般控制在0.04s以下 控制裂解气出口温度：高于裂解气的露点 为什么要用稀释剂，水蒸气作稀释剂的优势？ 价廉，易分离。 热容量大，使系统有较大的热惯性，保护炉管。 抑制硫对镍铬合金炉管的腐蚀。 高温下与沉积的焦炭发生水煤气反应，脱除结碳。 干法和湿法脱硫的优缺点？ 干法：优点：脱硫效率高、操作简单、设备少、流程短、维修方便 缺点：硫容低、再生困难，阻力大 湿法：优点：吸收速率快、硫容高、溶液易再生、硫磺可回收 缺点：净化度低 气固相催化反应的步骤？ 反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递(外扩散过程)。 ②反应组分从催化剂外表面向催化剂内表面传递(内扩散过程)。 ③反应组分在催化剂表面的活性中心吸附(吸附过程)。 ④在催化剂表面上进行化学反应(表面反应过程)。 ⑤反应产物在催化剂表面上脱附(脱附过程)。 ⑥反应产物从催化剂内表面向催化剂外表面传递(内扩散过程)。 ⑦反应产物从催化剂外表面向流体主体传递(外扩散过程) 6、试分析烃类蒸气转化过程中加压的原因和确定操作温度的依据。 （1）因为转化反应是体积增大的反应，加压转化只需要压缩含CH4的天然气，蒸气从锅炉引出时本身具有压强，这样就比压缩转化后气体节省能耗 加压转化在总过程中能节省压缩能量 ①节约动力消耗②提高过量蒸汽的热回收价值③减小设备容积，降低投资费用。（主要看这3条） （2）一段转化炉出口温度是决定转化出口气相组成的主要因素，需视转化压力的不同而有所区别，转化压力低，出口温度可稍低，转化压力高，出口温度宜稍高。。 7、在脱氢反应中工业上为什么一般采用水蒸气作稀释剂？ 利用水蒸气用为稀释剂不但可以降低烃类分压，还有其他优点：与产物容易分离；可供给原料部分热量；可以与催化剂表面沉积的焦发生反应而除焦，恢复催化剂的活性。 8、对烃类脱氢催化剂有哪些要求？ 烃类脱氢反应所用催化剂必须能耐高温，由于金属氧化物热稳定性比金属好，所以催化剂均采用 金属氧化物。对烃类脱氢催化剂的要求是： （1）具有良好的活性和选择性 即对主反应有较好的选择性，能加快其反应速度，而对副反应没有或很少有催化作用。 （2）热稳定性好 具有较高的耐热性。 （3）化学稳定性好 具有良好的耐还原性，不至于被还原成金属态。足够的强度，不至于在长期水蒸气作用下发生崩解。 （4）抗