13年化工工艺学复习题
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1什么是一次反应和二次反应?二次反应的危害是什么?
一次反应:由原料烃(主要是烷烃、环烷烃)经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。
二次反应:一次反应的产物(乙烯、丙烯等低分子烯烃)进一步发生反应生成多种产物,直至最后生成焦或碳。
二次反应的危害:二次反应不仅降低了一次反应产物乙烯、丙烯的收率,而且生成的焦或碳会堵塞管道及设备,影响操作的稳定性。
2. 各族烃裂解时,其乙烯的收率情况是怎样的?
1. 烷烃:(1)正构烷烃最利于生成乙烯、丙烯,分子量越小则烯烃总收率越高。(因为正构烷烃分子中C-C键能均等,容易对称的断链,断链产物可再断链)通常乙烷是最好的裂解原料,乙烯收率最高。(2)异构烷烃的烯烃总收率低于同碳原子数的正构烷烃。随着原料分子量的增大,这种差别逐渐减小。
2. 环烷烃:在通常裂解条件下,环烷烃生成芳烃的反应优于生成烯烃的反应。含环烷烃较多的原料,其丁二烯、芳烃的收率较高,乙烯的收率较低。
3. 芳烃:有侧链的芳烃,主要是侧链逐步断裂及脱氢;无侧链的芳烃基本上不易裂解为烯烃,而倾向于脱氢生成稠环芳烃,直至结焦。
正构烷烃是生产乙烯、丙烯的理想原料,且碳原子数愈少,收率愈高。
各族烃类热裂解的顺序为:正烷>异烷〉环烷(C6>C5)>芳烃
3. 对原料烃性质评价有哪几个参数?PON/值和氢含量对乙烯收率、液体产物收率和结焦倾向的影响是怎样的?关联指数BMCI和特性因素K对乙烯收率的影响如何?表征原料品质的特性参数主要有:
—族组成(PONA S)—氢含量一芳烃指数(BMCI)—特性因数(K)
(PONA值)原料越轻,即P含量越高,乙烯收率越高,液态产物收率越低越不易结焦;原料烃越重,N+A含量越高,乙烯收率下降,越容易结焦。
氢含量含氢量(P>N>A越高,产物中乙烯收率越高;
含氢量越低,C+5液相产品收率越咼,越容易结焦
BMCI 原料烃的BMCI越小,乙烯的收率越高;原料烃的BMCI越大,乙烯的收
率越低,结焦的倾向性越大
特性因数(K)裂解原料K值愈大,乙烯收率愈高。
4. 烃类热裂解中温度和停留时间这两个参数应如何选择?
每一种原料在某一特定温度下裂解时,都有一个最佳停留时间
温度越高,最佳停留时间越短,乙烯收率越高;
5. 烃类热裂解反应的操作条件是怎样的?
6. 工业上采用什么方式降低烃的分压?为什么?采用水蒸气做稀释剂的优点有哪些?
在原料气中添加稀释剂,工业上用水蒸气。
用水蒸气的优点:
—便宜易得,易从裂解产物中分离。
—对炉管温度起稳定作用(因其热容比较大)。
—对炉管有清焦作用。高温下与炉管中的C发生水煤气反应:C+H2® H2+C0
—抑制原料中硫等杂质对炉管的腐蚀。
7. 鲁姆斯SRT型炉盘管结构的变化方向是由均径管到变径管,说明均径管的缺点和变径管的特点。
8. 为什么要对裂解气进行急冷?急冷方式有哪两种?各有何优缺点?
9. 裂解气预分馏的目的和作用是什么?
10. 裂解气中含有哪些杂质?如何脱除?每种方法的原理是什么?
11. 为什么要对裂解气进行压缩?为什么要采用多段压缩?
12. 某个装置需要的最低冷冻温度为115 C,请设计一个提供这样低温的制冷系统,绘出制冷循环示意图。
13. 裂解气分离流程有哪几种?其共同特点是什么?指出各自优缺点和适用范围。
14. 何为前冷和后冷?前冷和后冷的原理分别是什么?
15. 合成气的主要成分是什么?合成气的制备方法主要有哪几种?
16. 影响天然气蒸汽转化的因素有哪几种?采用怎样的条件能够降低甲烷的平衡含量?
17. 采用怎样的条件能够提高天然气蒸汽转化反应的速率?
18. 天然气蒸汽转化反应的催化剂的主要组分是什么?
19. 甲烷水蒸气转化过程的主要反应有哪些?
20. 天然气蒸汽转化制合成气主要由哪几个步骤组成?天然气蒸汽转化为什么要采用二次转化?
21. 煤和水蒸气制合成气包括哪几个步骤?
22•间歇制气的一个工作循环由哪六步构成?
23. 合成气的净化包括哪几方面内容?
24. 合成气为什么要脱硫?脱硫包括哪些硫化物?脱硫方法包括哪两种?
25. 干法脱硫和湿法脱硫主要适用哪些场合?
26. CO变换:变换反应、变换方法、变换催化剂、变换反应工艺条件、变换反应器的类型。
27. 影响加氢反应平衡的因素有哪些?如何影响?
28. 催化加氢反应的催化剂有哪几种?
29. 合成氨生产方法主要有哪几种?合成氨原料气的精制有哪几种方法?
30. 影响平衡氨浓度的因素有哪些?如何影响?
31. 氨合成催化剂的主要组分和活性组分分别是什么?氨合成催化剂使用前为什么要进行还原操作?
32. 氨合成工艺流程特点及流程框图。
33. 在氨合成工艺流程中,排放气为什么在循环压缩机前,而氨冷则在循环压缩机后?
34. 脱氢反应对催化剂有何要求?经常采用的催化剂是哪一类?
35. 分析温度和压力对乙苯脱氢平衡的影响。
36. 苯乙烯生产中,外热式工艺与绝热式工艺有什么不同?两种反应器的温度分布对转化率和选择性有何影响?
37. 催化自氧化反应的催化剂的种类和作用?
38. 乙烯环氧化生产环氧乙烷所用催化剂是什么?
39. 乙烯环氧化生产环氧乙烷温度为什么控制在220~260 C?
40. 致稳气的种类和作用是什么?
41. 乙烯环氧化生产环氧乙烷为什么用固定床反应器?
42. 为什么用水吸收分离环氧乙烷?
43. 为什么设置二氧化碳吸收塔?
44. 丙烯氨氧化主反应和主要副反应。为什么要采用空气过量和氨过量?
45. 丙烯氨氧化工艺中为什么用流化床反应器?
46. 为什么在流程中设置氨中和塔?
47. 丙烯氨氧化主产物丙烯腈与副产物乙腈如何进行分离?为什么?