化学工艺知识点总结

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。

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）

必要性：由于不同来源的各种芳烃馏分组成是不同的，能得到的各种芳烃的产量也不同，如仅从

这些来源来获得各种芳烃的话，必然会发生供需不平衡的矛盾。

意义：开发芳烃的转化工艺，以便依据市场的供求，调节各种芳烃的产量

脱烷基化：甲苯加氢脱烷基制苯歧化与烷基转移：甲苯歧化反应烷基化：苯的烷基化

3.C8芳烃的分离方法，分离的目的

分离方法：邻二甲苯、乙苯的分离可以用精馏法分离

对二甲苯、间二甲苯的沸点差只有0.75℃，难于采用精馏方法进行分离。目前工业上分离对二甲苯的主要方法有：深冷结晶分离法、络合分离法、模拟移动床吸附分离法

目的：将不含或少含对二甲苯的原料，转化为对二甲苯到平均浓度的组成

第5章合成气的生产过程

1.合成气的主要成分：CO2和H2的混合气

2.合成气的生产方法：以煤为原料的生产方法、以天然气为原料的生产方法以重油或煤渣为原

料的上产方法

3.由天然气制合成气

方法：水蒸气转化法

水蒸气转化法：主反应：CH4+H2O=CO+3H2

CH4+2H2O=CO2+4H2

CO+H2O=CO2+H2O

副反应：CH4=C+H2O

2CO=C+CO2

CO+H2=C+H2O

影响因素的分析（从热力学角度分析，工艺条件的确定）