化工工艺学习题答案

(1).干法脱硫：用固体吸收剂吸收原料气中的硫化物，一般只有当原料气中硫化氢质量浓度不高，标况下在3~5g/m3才适用。

干法脱硫包括：a.氧化锌法脱硫，可脱除有机硫和无机硫。

ZnO+H2S=ZnS+H2O
ZnO+C2H5SH=ZnS+C2H5OH ZnO+C2H5SH=ZnS
+C2H4+H2O
b.钴-钼加氢脱硫法（脱除含氢原料中的有机硫）RCH2SH+H2=RCH3+H2S
RCH2S-CH2R’+2H2=RCH3+R’CH3+H2S RCH2S-SCH2R’+3H2=RCH3+R’CH3+2H2S (2).湿法脱硫可脱除大量无机硫
：3.化学-物理综合吸收法。

典型脱硫法：ADA脱硫法（原理）（PH8.5~9.2）：Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3
2NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S Na2 V4O9+2ADA(氧化态)+2NaOH+H2O=4NaVO3+2ADA(还原态) 2ADA （还原态）+O2=2ADA（氧化态）+H2O
⒏克劳斯法回收硫磺流程(1).单硫法工艺流程：酸性气体中的硫化氢高于25%，所有酸化气体全部进入燃烧炉，按严格的要求配给空气，使酸性气体中的烃类全部燃烧，硫化氢只反应了1/3，以后生成的二氧化硫与剩余的2/3的硫化氢反应生成单质硫。

燃烧炉内的温度一般为1100~1600℃，约60%~70%的硫化氢转化为硫。

从燃烧炉出来的含硫蒸汽的高湿气体，经废热锅炉回收热能后，经冷凝分硫后进入一级转换器，转换反应是放热反应，一级转换气经二级冷凝分硫后，再送人二级转换器中，二级转换器中通常装活性较高的催化剂，以获得高效转化率，由于是放热反应，降低转化温度有利于硫的生成，但转换器的温度不能太低。

为了防止蒸汽硫凝析出来，造成催化剂阻塞，最后送入三级冷凝器。

(2)分硫法工艺流程：酸化气中的硫化氢不足25%，只让1/3的酸性气体进入燃烧炉。

严格按要求配给空气，是全部烃类完全燃烧，其中硫化氢反应生成二氧化硫，剩余的氧气为0，从燃烧炉出来的含二氧化硫的高温气体在废热锅炉回收能量后，与另外的2/3的酸性气体会合，进入一级转化器，之后与单硫法相同，要求气体中不得含有重烃类化合物和其他有机物，以免引起催化剂的结碳和结焦，影响成品硫的含量。

⒘原油常减压蒸馏的塔釜温度一般控制在什么范围？常减压蒸馏的拔出率一般为多少？常压蒸馏的塔釜温度：350-365℃。

拔出率：25-40%；减压蒸馏的塔釜温度；390-400℃，拔出率30%。

20.催化裂化的催化裂化过程中发生的主要反应类型有哪些？生产中采取什么工艺措施来提高目的产物的产率？从烃的类别来说，哪些组分是催化裂化的优质原料？裂化反应异构化反应氢转移反应芳构化烷基化反应，提高反应温度压力，增加反应时间提高油剂比。

含有吸附性强的烷烃多的重质馏分油
21.从热力学角度分析烷烃、环烷烃、芳香烃裂解反应规律？其主要反应有哪些类型？烃类裂解的五大主要设备是什么？为什么选择透平压缩机？
（1）烷烃裂解规律：正构烷烃最利于生成乙烯、丙烯，分子越小则烯烃的效率越高。

环烷烃裂解规律：在裂解过程中，环烷烃可开环生成乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯，也可脱氢生成环烷烃和芳烃。

有带侧链的环烷烃裂解时，首先是侧链断裂，然后才进行烃环开裂。

（2）主要反应类型：裂化、氢转移、叠合、异构化、芳构化。

（3）五大主要设备：裂解炉、再生器、反应器、分馏塔、吸收解析塔。

（4）没有活塞环等易损部件，加工制作成本较为经济；转速通常在3500-12000r/min，可直接用同转速透平机驱动变速装置。

透平压缩机噪声较小，压力稳定，此时可甲机运转，省去备用机组，其吸收状态最好，可达30万~45万立方米每小时。

23.以乙烷为原料裂解制取乙烯时，从反应的热力学和动力学出发，为了获得最佳裂解效果，应采取什么样的工艺措施？热力学：根据热力学计算可得出不同温度下裂解反应的平衡常数和乙烷裂解体系的平衡组成，若裂解反应达到平衡，基本全部生成氢气和碳。

所得的烯烃极少。

因此应当在尽可能短的时间内进行裂解，另外，C2H6裂解生成C2H4的平衡常数远远大于C2H4小时的平衡常数，各反应的平衡常数都随温度的升高而增加，因此，提高裂解温度对裂解生成烯烃是有利的动力学，影响速率常数的主因素是反应活化能与温度，活化能越大，速率常数值越小。

而原料裂解生成C2H4的反应速率大于原料完全分解为碳和氢的速率，为了生成目的产物，因此，当提高反应温度缩短停留时间，以调高更多的C2H4。

25.液相本体法生产聚丙烯的流程中，如何控制反应温度和分子量（或聚合度）？
用氢调节产品分子量，用氢调节产品分子量，精丙烯经计量进入聚合釜，并将活化剂二乙基氯化铝，（液相）催化剂三氯化钛，分子量调节剂氢化。

按一定比例一次性加入聚合釜中，物料加完后，向夹套内同热水，将聚合釜内的物料加热。

使液相丙烯在75℃，3.5MPa进行液相本体聚合反应。

26.乙烯氧化制取环氧乙烷属于烃类氧化反应，烃类氧化反应有哪些特点？如何提高反应的选择性？
烃类氧化反应的特点：强烈的放热反应，有很多副产物生成。

过程易燃易爆，
提高反应的选择性的主要是选择有良好选择性的催化剂乙烯的纯度保持在百分之30左右，选择合适的温度增加空速。

d) 加入抑制CO2生成的抑制剂，有助于提高催化剂的选择性
27.催化重整的主要目的分别是什么？工业生产中影响催化重整的主要工艺条件有哪些a)反应温度：最积极、最活跃的因素b)反应压力：提高压力会抑制环烷脱氢和烷烃环化脱氢。

压力低有利于芳构化反应。

c)空速：随空速增加产品收率增加，但是产品芳香度、辛烷值、气体烃产率下降，芳烃生产通常采用较高空速，中等温度及中等压力。

d) 氢油比：标准状态下的氢气流量与进料量的比值。

对称性较高的催化剂和生焦倾向小的原料，采用较小氢油比。

反之采用较大的氢油比。

e) 原料油组成29.从热力学角度分析乙苯脱氢制取苯乙烯中，影响反应的主要工艺条件有哪些？应如何控制反应条件？
影响乙苯脱氢反应的因素主要有：反应温度、反应压力、水蒸气用量、原料纯度、催化剂。

从热力学角度分析：（1）乙苯脱氢是吸热反应。

平衡常数随温度的升高而增加，故升温对脱氢反应有利。

但是烃类物质在高温下不稳定，易发生许多副反应，所以脱氢在较低的温度下进行。

适宜的温度为600~660℃（2）反应压力：乙苯脱氢反应是体积增大的过程，降低压力对反应有利，平衡转化率随压力的降低而升高。

适宜的压力位0.01~0.1Mpa（3）水蒸气用量：乙苯脱氢转化率随水蒸气用量增大而提高。

当水蒸气与乙苯的摩尔比增加到一定程度时，乙苯转化率提高不显著。

故在工业生产中，乙苯与水蒸气质量一般为1:1.2~2.6 （4）原料纯度：为了保证生产的进行，要求原料乙苯中，二甲苯的质量分数<0.04%，为了保证催化剂的活性和寿命，要求乙炔的体积分数≤10×10-6 ，硫的体积分数（H2S计）≤2 ×10-6 ，氯的质量分数（以HCL计）2×10-6，水的体积分数≤10×10-6 （5）催化剂：采用氧化铁系催化剂，即Fe203Cr2O3.K2CO3.
30 芳烃转化过程中发生反应的主要类型有哪些？从热力学角度来分析应采取哪些措施来提高目的产物的产率？
（1）（a）芳烃歧化和烷基转移(b)烷烃基反应(c)异构化反应
(2)提高温度、合适的氢烃比、保持适当的氢分压。

31.催化重整中发生的反应主要有哪些？氢气在催化重整中有哪些作用？
(1)催化重整中发生的反应有五种：六元环烷脱氢反应、五元环烷的异构化反应、烷环化脱氢反应、异构化反应、加氢裂解化反应。

（2）氢在催化重整中的作用a)预加氢可以使能够让催化剂中毒的金属元素含量降到允许范围内b)使烯烃饱和，减少催化剂积碳，延长操作周期，c)控制氢油比,可降低催化剂的失活速率，提高催化剂的稳定性，延长催化剂寿命。

d)循环氢气将大量热量带入反应器，氢油比高可减少反应床层温度降。

32.催化重整时，采用溶剂抽提分离芳烃的过程中，反映溶剂性能的主要指标是什么？除此之外，还要考虑溶剂的哪些性质？
（1）主要指标：溶解性、选择性、黏度、沸点、气化潜热、化学稳定性、密度差、表面张力等。

（2）操作参数：温度和含水量。

35.联碱法中，析碱后要得到氯化铵，得到氯化铵前，为什么要先吸氨？目的是什么？联碱法循环过程中α值、β值、γ值的含义是什么？为什么要控制这三个指标？
(1)α值：指氨母液I中游离氨对二氧化碳的物质的量之比。

氨母液I是析碱后第一次析碱的母液。

（2）β值：氨母液II中游离氨与氯化钠的物质的量之比。

（3）γ值：母液II中钠离子对结合氨的物质的量之比或物质的两浓度之比。

（4）（α总要大于2）通过控制α，β，γ值，使HCO3-尽量转化成CO32-离子，生成正盐SL溶解度增大，有利于析出NH4CL。