030106基本有机原料生产工艺学 - 19带答案

《基本有机原料生产工艺学》课程综合复习资料

一、填空题

1. 有机化工生产路线的选择与组织原则为原料、技术、主产品、副产品、环保、和材料有保证、消耗低。

2. 基本有机的九大原料为烯、烯、烯；、苯、苯；、萘和的过程。

3. 工业上用裂解汽油生产三苯的芳烃车间一般由裂解汽油、环丁砜、甲苯、模拟、转移和芳烃六个单元构成。

4. 许多含碳资源如、、石油馏分、、等均可用来制造合成气。

5. 化学工艺与化学工程两门学科相配合，可以解决化工过程、设计、流程、操作原理及等方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。

6. 基本有机原料有九大原料，它们是以石油和为原料生产烯、烯、烯；、苯、苯；、萘和的过程。

7. 工业上用裂解汽油生产三苯的芳烃车间里，芳烃分离单元一般都有六个塔，它们依次是塔、塔、塔、塔、塔和塔。

8. 工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。推论分析法是从“”出发，寻找实现此“”的“前提”，将具有不同功能的单元进行逻辑组合，形成一个具有整体功能的系统。形象地可以用“”模型表示。最里层是，最外层是工程。

9. 《基本有机原料生产工艺学》是以石油和天然气为原料生产烯、烯、烯；、苯、苯；乙炔、萘和的过程。

10. 裂解气中主要脱除的酸性气体是、两种，在裂解气净化和分离过程中，根据高压有利于吸收的原理，脱除的位置最好放在压缩后，而工业实际中，要综合考虑各方面的因素，通常放在压缩之后。脱除的方法有洗和洗两种，目前常用的是。

11. 深冷分离中，产品乙烯主要在以下四处损失：①最大的是冷箱尾气损失，占乙烯总量的％；②乙烯塔釜液乙烷中带出损失，占乙烯总量的％；③脱乙烷塔釜液C3馏分中带出损失，占乙烯总量的％；④最小的是压缩段间凝液带出损失，约为乙烯总量的％。

12. 芳烃的来源主要有：①来自煤焦化的副产；②来自催化重整的；③来自乙烯生产中的。

二、判断题

1. 化工生产过程必须在最佳反应条件下进行，通常分析流程用化学反应、产品的分离和精制两

部分就可以了。（）

2. 深冷分离中，产品乙烯主要在以下四处损失：①冷箱尾气损失，占乙烯总量的2.200％；②乙烯塔釜液乙烷中带出损失，占乙烯总量的0.400％；③脱乙烷塔釜液C3馏分中带出损失，占乙烯总量的0.284％；④压缩段间凝液带出损失，约为乙烯总量的0.066％。（）

3. 芳烃的用途比较广泛，原料主要是煤焦化的副产煤焦油和粗苯以及催化重整的重整汽油；（）

4. 合成气的应用途径非常广泛，可以制合成氨、合成甲醇、合成醋酸、一系列烯烃的氢甲酰化产品，如生成与原料烯烃相同碳原子的醛、还可以合成天然气、汽油和柴油。（）

5. 关键反应物指的是反应物中价值最高的组分，为使其尽可能转化，常使其它反应组分过量。对于不可逆反应，关键组分的转化率最大为90％；对于可逆反应，关键组分的转化率最大为其平衡转化率。（）

6. 在实际过程做物料衡算时应该按一定步骤来进行，才能给出清晰的计算过程和正确的结果、通常遵循：第一步，绘出流程的方框图，以便选定衡算系统。第二步，写出化学反应方程式并配平之。第三步，选定衡算基准。第四步，收集或计算必要的各种数据，要注意数据的适用范围和条件。第五步，设未知数，列方程式组，联立求解。第六步，计算和核对这六个步骤。（）

7. 裂解过程中，由于是分子数增加的反应，低压有利于裂解，工业上通常用加入惰性气体来实现，最常用的是空气。（）

8. 深冷分离的常见三种流程中，顺序分离流程最常用。（）

9. 可利用的生物质有三类即含淀粉的物质、含纤维素的物质、含非食用油类的物质。农副产品废渣的水解是工业生产乙醇的唯一路线。（）

10. 裂解车间的工业实际流程中，通常采用加氢手段来脱除裂解气中的不饱和烃，常用的有前加氢和后加氢两种方式，前加氢需要外加氢气。（）

11. 合成气的应用途径非常广泛，可以制合成氨、合成甲醇、合成醋酸、一系列烯烃的氢甲酰化产品，还可以生成与原料烯烃相同碳原子的醛。（）

12. 裂解汽油加氢流程中，一段加氢：液相，80～130℃，催化剂Pd/Al2O3，双烯变单烯。二段加氢：气相，280～300℃，催化剂C o-M o-Al2O3，单烯变烷烃，N、O、S变成相应的氢化物。（）

13. 在常见的三种深冷分离流程中，目前用得最多的是先脱乙烷流程。（）

14. 从精馏的四个充分必要条件可以得知：塔顶是全塔轻组分浓度最高的部位，因此，产品塔一般都在塔顶出料，深冷分离的产品乙烯自然也是在乙烯精馏塔的塔顶得到。（）

三、选择题

1. 化学工业主要经历了（）三个阶段。

A.农副产品、天然气，石油；

B.煤、石油，天然气；

C.农副产品、煤、石油和天然气；

D.煤、石油和天然气，精细化工。

2. 同碳数的芳烃和非芳烃沸点非常相近，有的还形成共沸物，用一般精馏方法不能将它们分离。工业上一般采用特殊分离方法，教材中所用的特殊精馏是（）。

A.溶剂萃取；

B.萃取蒸馏；

C.模拟移动床；

D.共沸精馏。

3. 高温均相新工艺与传统三氯化铝工艺相比有下述优点.可采用较高的乙烯/苯（摩尔比），并可使多乙苯的生成量控制在最低限度，乙苯收率达99.3％（传统法为97.5％）；副产焦油少，为.0.6～0.9kg/t（乙苯），传统法为2.2；三氯化铝用量仅为传统法的（），并且络合物不需循环使用，从而减少了对设备和管道的腐蚀；反应温度高有利于废热回收；废水排放量少。但高温均相烃化法的反应器材质必须在高温下耐腐蚀。

A.30%；

B.23%；

C.25%；

D.20%。

4. 化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、（）、操作原理及方法等方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。

A.工艺计算；

B.物料平衡；

C.能量平衡；

D.流程组织。

5. （）产量常作为衡量一个国家基本化学工业发展水平的标志。

A.石油；

B.天然气；

C.乙烯；

D.柴油。

6. 合成气中H2与（）的比量随原料和生产方法的不同而不同。

A.CO２；

B.CO；

C.N２；

D.CO+ CO２。

7. 工艺流程可运用推论分析、功能分析、形态分析等方法论来进行流程的设计。推论分析法是从“目标”出发，寻找实现此“目标”的“前提”，将具有不同功能的单元进行逻辑组合，形成一个具有整体功能的系统。形象地可以用“洋葱”模型表示。最里层是反应器，最外层是（）。

A：分离系统；B：换热网络；C：公用工程；D：产品精制系统。

8. 化工生产过程一般可概括为原料（）、化学反应和产品分离及精制三大步骤。

A：预处理；B：选择；C：价廉易得；D：安全性能好。

9. 根据裂解原料的氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度，也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。当裂解原料氢含量低于（）时，可能达到的乙烯收率将低于20%。这样的馏分油作为裂解原料是不经济的。

A：13%；B：8%；C：17%；D：15%。

10. 芳烃的来源主要有三：①来自煤焦化的副产煤焦油和粗苯；②来自催化重整的重整汽油；③来自乙烯生产中的（）。

A：C２馏分；B：C３馏分；C：C４馏分；D：裂解汽油。

11. 许多含碳资源如煤、天然气、石油馏分、农林废料、（）等均可用来制造合成气。

A：城市垃圾；B：农副产品；C：粮食；D：渣油。

12. 烃类热裂解的原料为：天然气、炼厂气、石脑油、轻油、柴油和重油等。我国常用的是（）。

A：天然气和石脑油；B：天然气和柴油；C：石脑油和柴油；D：柴油和重油。

13. 乙烯塔改进在于：在提馏段设中间再沸器来回收冷量；在乙烯塔塔顶脱甲烷，在精馏段从上第（）块板处出产品聚合级乙烯，一个塔起两个塔的作用。

A：6；B：7；C：8；D：9。

14. 由于同碳数的芳烃和非芳烃沸点非常相近，有的还能形成共沸物，故采用一般精馏方法不能将它们分离。工业上一般采用特殊分离方法，教材中所用的特殊精馏是溶剂萃取，所用的溶剂一般为（）。

A：甲醇；B：丙酮；C：环丁砜；D：N－甲基吡咯烷酮。

15. 在化学工业中，苯的需要量是很大的，而甲苯却因用途较少而过剩；聚酯纤维的发展需要大量的对二甲苯，现实中，不仅二甲苯含量有限，而且二甲苯中对二甲苯含量最高也仅能达到（）左右。

A：20%；B：23%；C：30%；D：17%。

16. 为达到较满意的裂解产品收率，需要达到较高的裂解深度，而过高的裂解深度又会因结焦严重而使清焦周期急剧缩短。工程中常以C5和C5以上液相产品氢含量不低于（）为裂解深度的限度。

A：13％；B：8%；C：17%；D：15%。

17. 可利用的生物质有三类即含淀粉的物质、含纤维素的物质、含非食用油类的物质。农副产品废渣的水解是工业生产（）的唯一路线。

A：乙烯；B：糠醛；C：乙醇；D：甲醛。

18. 在裂解气深冷分离过程可以看出：脱甲烷塔和乙烯塔既是保证乙烯回收率和乙烯产品质量（纯度）的关键设备，消耗冷量占总数的（），因此又是主要冷量消耗的装置。

A：32%；B：52%；C：36%；D：88%。

19. 一般芳烃车间包括裂解汽油、……、烷基转移单元，共有（）个单元。

A：三；B：四；C：五；D：六。

四、简答题

1. 煤气化（coal gasification）是指在高温（900～1300℃）下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂反应，转化成合成气。生成的气体组成随固体燃料性质、气化剂种类、气化方法、气化条件的不同而有差别。常用的气化剂有哪些？

2. 请叙述两段碱洗流程中碱液的浓度怎么确定？最上面一段也用碱液吗？

3. 烃类热裂解非常复杂，具体体现在哪些方面？

4. 化学工艺与化学工程两门学科相配合，在生产实际中可以解决哪些问题？

五、综合题

正丁烷在800℃高温下进行裂解反应，请根据自由基链反应机理预测其一次反应的产物分布。已知：800℃时伯、仲氢原子与自由基的的相对速度为：1和1.7。请：①写出自由基反应机理；②计算产物分布表。

综合复习资料参考答案

一、填空题

1. 价廉易得，先进可靠，合格，综合利用，切实可行，特殊设备，动力和原材料。

2. 乙、丙、丁二；苯、甲、二甲；乙炔、合成气。

3. 加氢、抽提、歧化、移动床、烷基、分离。

4. 煤、天然气、农林废料、城市垃圾。

5. 开发、装置、组织、方法。

6. 天然气、乙、丙、丁二；苯、甲、二甲；乙炔、合成气。

7. 苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、二甲苯、重组分。

8. 目标、目标、洋葱、反应器、公用工程。

9. 乙、丙、丁二；苯、甲、二甲；合成气。

10. 硫化氢、二氧化碳、五、三、碱、胺、碱洗。

11. 2.250、0.400、0.284、0.066。

12. 煤焦油、重整汽油、裂解汽油。

二、判断题

三、选择题

四、简答题

1. 答：常用的气化剂有：

①水蒸气；

②空气；

③氧气。

2. 答：两段碱洗流程中碱液的浓度是这样确定的：（少答一个扣两分）。

①最下段浓度为2%～3%；

②中间段为5%～7%；

③补充的新鲜液浓度为18%～20%；

④最上面一段不用碱液，用水。

3. 答：烃类热裂解非常复杂，具体体现在以下三方面：

①原料复杂；

②反应复杂；

③产物复杂。

4. 答：化学工艺与化学工程两门学科相配合，在生产实际中可以解决：

①化工过程开发；

②装置设计；

③流程组织；

五、综合题

解：①自由基机理

a、链引发

CH3－CH2－CH2－CH3 →·C3H7＋·CH3

·C3H7 →CH2=CH2＋·CH3

CH3－CH2－CH2－CH3 →2·C2H5

·C2H5 →CH2=CH2＋·H

b、链增长

判断反应途径：

n =4，为偶数，途径=n/2 = 2，有两个反应途径：

其一：

甲基自由基·CH3夺取丁烷分子中的仲氢原子。

· 3 32－CH2－CH3 →CH4 ＋·C4H9

·C4H9不稳定，发生分解反应：

·

CH3－CH－CH2－CH3 →CH3－CH=CH2＋·CH3

β

反应结果：

C4H10 →CH3－CH=CH2 ＋CH4

其二：

氢自由基·H夺取丁烷分子中的伯氢原子。

·

·H＋CH3－CH2－CH2－CH3 →H2＋CH2－CH2－CH2－CH3 ·C4H9不稳定，发生分解反应：

·CH3－CH－CH2－CH3 →CH2=CH2＋·CH2CH3

·CH2CH3→CH2=CH2＋·H

β

反应结果：

C4H10 →2CH=CH2 ＋H2

c、链终止

·H ＋·H →H2 ；·CH3 ＋·CH3→C2H6 ②根据自由基机理预测其一次反应的产物分布：

由链增长得：m1= n1×W1=1.7×4=6.8；m2= n2×W2=1×6=6

6.8C4H10 → 6.8CH3－CH=CH2 ＋ 6.8CH4

6C4H10 → 12CH2=CH2 ＋6H2

总反应结果：

12.8 C4H10 →12CH=CH2 ＋6H2＋6.8CH3－CH=CH2 ＋6.8CH4

一次反应产物的产品分布数据表