化学工艺知识点总结

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第2章化学工艺基础

1.石油的一次加工方法:常压蒸馏和减压蒸馏

2.馏分油的化学加工方法(二次加工方法):

催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解(主要包括各种加工方法的原料,加工的

产物)

催化重整: 原料:加热汽油馏分(石脑油)

目的:生产高辛烷值汽油或生产芳烃

催化裂化:原料:加热重质馏分油

目的:增加汽油产量

烃类热裂解:原料:较优者是乙烷、丙烷和石脑油

目的:为了制取乙烯和丙烯,同时副产丁烯、丁二烯、苯、甲苯、丁二烯、二甲苯、乙苯等芳烃及其他化工原料

3.化工生产过程一般可概括为:原料预处理、化学反应、产品分离和精制

4.循环流程及其特点:

特点:反应物进入反应器后未反应的反应物从产物中分离出来,再返回反应器的工艺流程称为循环式工艺流程。

优点:能显著地提高原料的利用率,减少系统排放量,降低了原料消耗,也减少了环境污染。

第3章烃类热裂解

1.各族烃的裂解反应规律。烷烃、烯烃、芳烃的裂解规律

烷烃:正构烷烃在各族烃中最利于乙烯、丙烯的生成。烷烃的相对分子质量愈小,其总产率愈高。

异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃,但随着相对分子质量的增大,这种差别减小。

烯烃:大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯;烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃,进而生成芳烃。

芳烃:无烷基的芳烃基本上不裂解为烯烃,有烷基的芳烃,主要是烷基发生断碳键和脱氢反应,

而芳环保持不变,易脱氢缩合为多换芳烃你,从而有结焦倾向。

各族烃的裂解难易程度:正烷烃>异烷烃>环烷烃(六碳环>五碳环)>芳烃随着分子中碳原子数的

增多,各族烃分子结构上的差别反映到裂解速度上的差异就逐渐减弱。

2.裂解过程中结焦生碳反应的一些规律

①在不同温度条件下,生碳结焦反应经历着不同的途径;在900-1100℃以上主要是通过生成乙炔

的中间阶段,而在500-900℃主要是通过生成芳烃的中间阶段。

②生焦结碳反应是典型的连串反应,随着温度的提高和反应时间的延长,不断释放出氢,残物(焦油)的氢含量逐渐降低,碳氢比、相对分子质量和密度逐渐增大。

③随着反应时间的延长,单环或环数不多的芳烃转变为多环芳烃,进而转变为稠环芳烃,由液体焦油转变为固体沥青质,再进一步可转变为焦炭。

3.烃类热裂解提高过程选择性的主要途径是什么?从热力学与动力学角度阐述其原因。(不确定) a.提高反应温度:

b.缩短停留时间:

c.降低烃分压:烃裂解的一次反应是分子数增多的过程,对于脱氢可逆反应,降低压力对于提高乙烯平衡组成有利;从反应速率分析,降低压力可以增大一次反应对于二次反应的相对速率,提高一次反应选择性。

4.在烃类裂解过程中为什么要降低烃分压?从热力学与动力学两个角度分析。为什么要添加稀释剂?为何选择水蒸气为稀释剂?

①a.热力学:(书P74 公式)△n<0,增大反应压力,K x 上升,平衡向生成产物方向移动;△n>0,增大反应压力,K x 下降,平衡向原料方向移动。烃裂解的一次反应是分子数增多的过程,对于脱氢可逆反应,降低压力对提高乙烯平衡组成有利(断链反应因是不可逆反应,压力无影响)。烃聚合缩合的二次反应是分子数减少的过程,降低压力对提高二次反应产物的平衡组成不利,可抑制结焦过程。

b .动力学:烃裂解的一次反应多是一级反应或可按拟一级反应处理,其反应速率方程式:r 裂=k 裂

c ; 烃类聚合和缩合的二次反应多是高于一级反应,其反应速率方程式为:r 聚=k 聚c n

r 缩=k 缩c A c B 压力不能改变反应速率常数k ,但降低压力能降低反应物浓度c ,所以对一次反应、二次反应都不利。但反应的级数不同影响有所不同,压力对高于一级的反应的影响比对一级反应的影响要大得多,也就是说降低压力可增大一次反应对于二次反应的相对速率。

②由于裂解是在高温下操作,不宜于用抽真空减压的方法降低烃分压,这是因为高温密封困难,一旦空气漏入负压操作的裂解系统,与烃气体形成爆炸混合物就有爆炸的危险,而且减压操作对以后分离工序的压缩操作也不利,要增加能量消耗。所以,采取添加稀释剂以降低烃分压。 ③原因:a.裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂与裂解气的分离,不会增加裂解气的分离负荷和困难。使用其他惰性气体为稀释剂时反应后均与裂解气混为一体,增加分离困难。

b.水蒸气热容量大,使系统有较大热惯性,当操作供热不平稳时,可以起到稳定温度的从化学平衡的观点,如使裂解反应进行到平衡,所得烯烃很少,最后生成大量的氢和碳,为获得尽可能多的烯烃,必须采用尽可能短的停留的时间进行裂解反应

作用,保护炉管防止过热。

c.抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀。b.脱除积碳,炉管的铁和镍能催化烃类气体的生碳反应。水蒸气对铁和镍有氧化作用,抑制他们对生碳反应的催化的作用。而且水蒸气对已生成的碳有一定脱除作用。

5.管事裂解炉的改进:如何改进?改进的原则是什么?

改进:在分支变径管基础上逐步减少管程,缩短管径。

原则:提高裂解温度,缩短停留时间。

6. 裂解炉出口的裂解气的冷却为何要采取急冷操作?操作方法的比较。

原因: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。

比较:①直接急冷设备费少,操作简单,系统阻力小。由于是冷却介质直接与裂解气接触,传热效果好。但形成大量含油污水,油水分离困难,且难以回收热量。

②间接急冷对能量利用较合理,可回收裂解气被急冷时所释放的热量,经济性较好,且无污水产生,故工业上多用间接急冷。

7.裂解气的净化:气体杂质的来源;每一种气体杂质的脱除方法:酸性气体的净化方法、脱水方法、脱炔方法。

来源:①原料中带来②裂解反应过程生成③裂解气处理过程中引入

酸性气体:a.碱洗法脱除酸性气体 b.乙醇胺法脱除酸性气体书p88

脱水:吸附干燥书p91

脱炔:a.催化加烃脱炔 b.溶剂吸收法脱除乙炔 (书P9)

第4章芳烃转化过程

1.芳烃的来源:最初来源于:煤焦化工业

石油芳烃主要来源于:催化重整油、裂解汽油、轻烃与重芳烃

2.芳烃转化的必要性与意义;芳烃的转化反应:芳烃的脱烷基化、芳烃的歧化与烷基转移、芳烃的烷基化(包括:各种反应的典型产品与相互之间转化的关系)

相关文档
最新文档