化学工艺学复习题

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，再生资源，空气和水等。

3.化工生产过程一般可概括哪三大步骤？

答：化工生产过程一般可概括为：原料预处理；化学反应；产品分离与精制三个步骤。

4. 烃类裂解发生的基元反应大部分为自由基反应哪三个阶段？

链引发反应、链增长反应、链终止反应三个阶段。链引发反应是自由基的产生过程；链增长反应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，反应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。

5.烯烃裂解反应主要发生反应有哪些？

1）断链反应 2）脱氢反应 3）歧化反应 4）双烯合成反应 5）芳构化反应

6. 什么叫烃类的热裂解？

石油烃类在高温和无催化剂存在的条件下发生分子分解反应而生成小分子烯烃或（和）炔烃的过程。

7.属于对石油的一次加工和二次加工的过程分别有哪些？

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、烃类热裂解、烷基化、异构化、焦化。

8.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行裂解反应，由于停留时间的增长，二次反应增加，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应。当裂解气温度降至650℃以下时，裂解反应基本终止。急冷有间接急冷和直接急冷之分。

二、写出下列过程的主要化学反应，催化剂，反应压力和反应温度。

1.二氧化硫接触氧化制三氧化硫。

（1）化学反应：SO

2 + 1/2O

2

SO

3

（2）催化剂：活性组分：V

2O

5

。载体：硅胶、硅藻土及其混合物。助催化剂：K

2

O、K

2

SO

4

、TiO

2

、MoO

3

等。

（3）反应压力：常压。

（4）反应温度：400~600℃

2.双加压法氨接触氧化制一氧化氮。

（1）化学反应：4NH

3 + 5O

2

4 NO + 6H

2

O

（2）催化剂：Pt网。

（3）反应压力：0.25~0.5MPa。（4）反应温度：850~860℃

3.氢氮气合成氨

（1）化学反应：N

2 + 3H

2

2NH

3

（2）催化剂：α—Fe-Al

2O

3

-MgO-K

2

O-CaO-SiO

2

（3）反应压力：15MPa。

（4）反应温度：390~520℃。

三、根据所给流程回答下列问题：

（1）为什么要采用加入稀释剂的方法来实现减压的目的？采用水蒸汽作为稀释剂的优点是什么？

答：这是因为：

1) 裂解是在高温下进行的，如果系统在减压下操作，当某些管件连接不严密时，可能漏入空气，不仅会使裂解原料和产物部分氧化而造成损失，更严重的是空气与裂解气能形成爆炸混合物而导致爆炸；

2)减压操作对后续分离部分的压缩操作也不利，要增加能耗。工业上采用水蒸汽作为稀释剂的优点是：

1) 水蒸汽热容量大，能对炉管温度起稳定作用，在一定程度上保护了炉管；2) 水蒸汽与产物易分离，与产物不起反应，对裂解气的质量无影响；

3) 水蒸汽可以抑制原料中的硫对合金钢裂解管的腐蚀作用，可以保护裂解炉管；

4) 水蒸气在高温下能与裂解管中的沉积焦炭发生如下反应： C + H

2O→ H

2

+ CO

具有对炉管的清焦作用；

5) 水蒸气对金属表面起一定的氧化作用，形成氧化物薄膜，减轻了铁和镍对烃类气体分解生碳的催化作用。