【正文】 1620mol% e)C12H26100mol%30mol% （ 1）每 100kmol原料烴可生產(chǎn)出多少 C5～ C7 烴產(chǎn)品？ （ 2）每 100kmol原料烴消耗多少氫氣？ （ 3）如果原料烴的密度是 ,輸出烴的密度是 ,那么每輸出 10m3的烴物料需要輸入多少 m3 原料烴？ 9 假設某天然氣全是甲烷，將其燃燒來加熱一個管式爐，燃燒后煙道氣的干基摩爾組成為 %N %O %CO2。試計算天然氣與空氣的摩爾比，并列出物料收支平衡表。 10 在高溫下裂解天然氣可獲得炭黑和含氫的裂解氣。已知天然氣的體積組成為%CH %C2H %C3H8 和 %N2，產(chǎn)生的炭黑可以視為純碳，裂解氣含 %H %CH %C2H %C2H %C3H %C2H2和 %N2。計算每 100 標準 m3 的天然氣可生產(chǎn)多少千克炭 黑和多少標準米 3的裂解氣。 11 某燃料氣含有 30%CS 26%C2H 14%CH 10%H 10%N 6%O2 和4%CO，與空氣一起燃燒，產(chǎn)生的煙道氣含有 3%SO %CO，其余為 COH2O、 O2 和 N2。求空氣的過剩百分數(shù)。 12 一氧化碳與水蒸氣發(fā)生的變換反應為 CO+H2O==CO2+H2，若初始混合原料的摩爾比為 H2O/CO=2/1，反應在 500℃進行，此溫度下反應的平衡常數(shù) 。求反應后混合物的平衡組成和 CO 的平衡轉(zhuǎn)化率。 13 合成甲醇的反應為 CO+2H2=CH3OH，如果初始原 料混合物中 H2/CO=2/1，反應溫度為 350℃，壓力為 300 105Pa，在此條件下，平衡常數(shù) 1014Pa2。那么， CH3OH 的平衡濃度（體積 %）為多少？ 14 將純乙烷進行裂解制取乙烯，已知乙烷的單程轉(zhuǎn)化率為 60%，若每 100kg 進裂解器的乙烷可獲得 乙烯，裂解氣經(jīng)分離后，未反應的乙烷大部分循環(huán)回裂解器（設循環(huán)氣只是乙烷），在產(chǎn)物中除乙烯及其它氣體外，尚含有 4kg 乙烷。求生成乙烯的選擇性、乙烷的全程轉(zhuǎn)化率、乙烯的單程收率、乙烯全程收率和全程質(zhì)量收率。 5 ※ 習題三 課后習題： 1. 什么是烴類熱裂解？ 答：烴類的熱裂解是將石油系烴類燃料（天然氣、煉廠氣、輕油、柴油、重油等）經(jīng)高溫作用，使烴類分子發(fā)生碳鏈斷裂或脫氫反應，生成相對分子質(zhì)量較小的烯烴、烷烴和其他相對分子質(zhì)量不同的輕質(zhì)和重質(zhì)烴類。 2. 烴類熱裂解制乙烯可以分為哪兩大部分？ 答：烴類熱裂制乙烯的生產(chǎn)工藝主要由兩部分組成，即原料烴的熱裂解和 裂解產(chǎn)物的分離。 3. 在烴類熱裂解系統(tǒng)內(nèi)，什么是一次反應？什么是二次反應？ 答： 一次反應是指原料烴在裂解過程中首先發(fā)生的原料烴的裂解反應，生成目的產(chǎn)物乙烯、丙烯的反應屬于一次反應，是希望發(fā)生的反應；二次反應則是指一次反應產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生的后繼反應，乙烯、丙烯消失，生成分子量較大的液體產(chǎn)物以至結焦生炭的反應屬于二次反應，是不希望發(fā)生的反應。 4. 用來評價裂解燃料性質(zhì)的 4 個指標是什么？ 答：評價裂解燃料性質(zhì)的 4 個指標如下： ① 族組成 — PONA 值， P ON A 值是一個表征各種液體原料裂解性能的有實用價值的參 數(shù)。 裂解原料油中的各種烴，按其結構可以分為四大族，即鏈烷烴族、烯烴族、環(huán)烷烴族和芳香族。這四大族的族組成以 PONA 值來表示，其含義如下： P— 烷 烴（ Paraffin）； O— 烯 烴（ Olefin）； N— 環(huán)烷烴（ Naphtene）； A— 芳 烴（ Aromatics）。 ② 氫含量，根據(jù)氫含量既可判斷該原料可能達到的裂解深度，也可評價該原料裂解所得 C4 和 C4 以下輕烴的收率。 氫含量可以用裂解原料中所含氫的質(zhì)量百分數(shù)表示，也可以用裂解原料中 C與 H 的質(zhì)量比（稱為碳氫比）表示。 ③ 特性因數(shù) — K， K 是表示烴 類和石油餾分化學性質(zhì)的一種參數(shù)。 K 值以烷烴最高，環(huán)烷烴次之，芳烴最低，它反映了烴的氫飽和程度。 ④ 關聯(lián)指數(shù) — BMCI 值， BMCI 值是表示油品芳烴含量的指數(shù)。關聯(lián)指數(shù)愈大，則表示油品的芳烴含量愈高。 5. 溫度和停留時間如何影響裂解反應結果？ 答： 從裂解反應的化學平衡也可以看出，提高裂解溫度有利于生成乙烯的反應，并相對減少乙烯消失的反應，因而有利于提高裂解的選擇性 ； 根據(jù)裂解反應的動力學，提高溫度有利于提高一次反應對二次反應的相對速度，提高乙烯收率。 從化學平衡來看，為獲得盡可能多的烯烴，必須采用盡可能短的 停留時間進行裂解反應；從動力學來看，由于有二次反應，對每種原料都有一個最大乙烯收率的適宜停留時間。因此可以得出，短停留時間對生成烯烴有利。 ① 對于給定原料，相同裂解深度時，提高溫度，縮短停留時間，可以獲得較高的烯烴收率，并減少結焦。 ② 高溫 短停留時間可抑制芳烴生成，所得裂解汽油的收率相對較低。 ③ 高溫 短停留時間可使炔烴收率明顯增加，并使乙烯 /丙烯比及 C4 中的雙烯烴 /單烯烴的比增大。 6. 裂解氣預分餾的目的和任務分別是什么？ 答：裂解氣預分餾的目的是： ① 盡可能降低裂解氣的溫度； ② 盡可能分餾 出裂解氣的重組分； ③ 將裂解氣中的稀釋蒸汽以冷凝水的形式分離回收，用以再發(fā)生稀釋蒸汽； ④ 繼續(xù)回收裂解氣低能位熱量。 裂解氣預分餾的任務是： ① 保證裂解氣壓縮機的正常運轉(zhuǎn)，并降低裂解氣壓縮機的功耗，減少壓縮分離系統(tǒng)的進料負荷； ② 大大減少污水排放量； ③ 合理的熱量回收，由急冷油回收的熱量用于發(fā)生稀釋蒸汽，由急冷水回收的熱量用于分離系統(tǒng)的工藝加熱。 7. 裂解氣的凈化主要除掉哪幾種組分？為什么要除去？原理是什么？ 答 ：裂解氣的凈化主要除掉酸性氣體（ CO2， H2S 和其他氣態(tài)硫化物 ）、水、炔烴等雜質(zhì)。 除去這些雜質(zhì)的原因為：這些雜質(zhì)的含量雖不大，但對深冷分離過程是有害的。 對裂解氣分離裝置而言， CO2 會在低溫下結成干冰，造成深冷分離系統(tǒng)設備和管道堵塞， H2S 將造成加氫脫炔催化劑和甲烷化催化劑中毒；對于下游加工裝置而言，當氫氣，乙烯，丙烯產(chǎn)品中的酸性氣體含量不合格時，可使下游加工裝置的聚合過程或催化反應過程的催化劑中毒，也可能嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品達不到規(guī)定的標準。 原理分別如下： ⑴ 脫除酸性氣體 ① 堿洗法 用 NaOH 作為吸收劑，通過化學吸收使 NaOH 與裂解氣中的酸性氣體發(fā)生化學反應，脫 除酸性氣體。 ② 乙醇胺法 用 乙醇胺 作為吸收劑，除去 CO2 和 H2S，是一種物理吸收和化學吸收相結合的方法。 ⑵ 脫水 吸附法進行干燥，采用分子篩（離子型極性吸附劑）對極性分子特別是水有極大的親和性，易于吸附。 ⑶ 脫炔 溶劑吸收和催化加氫將炔烴加氫成烷烴除去。 8. 脫除酸性氣體有哪 2 種方法？各有什么優(yōu)缺點？ 答：脫除酸性氣體的方法有 堿洗法和乙醇胺法兩種。 其優(yōu)缺點如下表： 方 法 優(yōu) 點 缺 點 堿洗法 除酸徹底 ① 堿不可再生，消耗量大； ② 適于酸含量低； ③ 產(chǎn)生黃油 問題； ④ 廢水處理量大 乙醇胺法 ① 吸收劑可再生； ② 適用酸含量高 ① 設備要求高； ② 吸收雙烯烴，再生易聚合 9. 裂解氣的壓縮和制冷的目的是什么？ 答：裂解氣的壓縮是為了節(jié)約冷量，因為裂解氣中許多組分在常壓下都是氣體，其沸點很低，常壓下進行各組分精餾分離，