精選化學(xué)工藝學(xué)思考題和部分答案(已修改)
2024-11-04 11:08 本頁面
【正文】 《化學(xué)工藝學(xué)》 第二版 米田濤 主編 部分思考題答案 課后習(xí)題 增加部分英語題型專業(yè)（詞匯） 催化裂化， catalytic cracking 加氫裂化， hydrocracking 延遲焦化， delayed coking 凝析油（ Natural gasoline）、 石腦油 (Naphtha)、 輕柴油 (Atmospheric gas oil)、 粗柴油 (Vacuum gas oil)、 加氫裂化尾油 (Hydrogenated tail oil) 苯（ Benzene, ）， 甲苯 (Toluene, )， 二甲苯 (Xylene, )； 乙烯， ethylene 丙烯， propylene 丁二烯， butadiene 鄰二甲苯（ Orthoxylene,）、 對二甲苯（ Paraxylene,）、 間二甲苯 (Metxylene,) 聚乙烯， polyethylene。 聚氯乙烯， polyvinylchlorid 聚苯乙烯， polystyrene 第三章 31 根據(jù)熱力學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由焓和化學(xué)鍵如何判斷不同烴類的裂解反應(yīng)難易程度、可能發(fā)生的裂解位置及裂解產(chǎn)物；解釋烷烴、環(huán)烷烴及芳烴裂解反應(yīng)規(guī)律。造成裂解過程結(jié)焦生碳的主要反應(yīng)是哪些？ 答：由表 33 各種鍵能比較的數(shù)據(jù)可看出： ○ 1 同碳數(shù)的烷烴 CH 鍵能大于 CC 鍵能，斷鏈比脫氫容易； ○ 2 烷烴的相對穩(wěn)定性隨碳鏈的增長而降低 。○ 3 異構(gòu)烷烴的鍵能小于正構(gòu)烷烴，異構(gòu)烷烴更容 易發(fā)生脫氫或斷鏈。 由表 34 數(shù)值，可看出： ○ 1 烷烴裂解是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，脫氫反應(yīng)比斷鏈反應(yīng)吸熱值更高；斷鏈反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由焓有較大的負(fù)值，是不可逆過程，脫氫反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由焓是正值或?yàn)榻^對值較小的負(fù)值，是可逆過程，受化學(xué)平衡的限制； ○ 2 乙烷不發(fā)生斷鏈反應(yīng)，只發(fā)生脫氫反應(yīng)，生成乙烯；甲烷在一般裂解溫度下不發(fā)生變化。 烷烴熱裂解的規(guī)律：烷烴熱裂解的一次反應(yīng)主要有：①脫氫反應(yīng)： RCH2CH3? CH＝CH2+H2②斷鏈反應(yīng)： RCH2CH2R′ ? RCH＝CH2+R′ H 不同烷烴脫氫和斷鏈的難易，可以從分子結(jié)構(gòu)中鍵能數(shù)值的大小來判斷。 a 同碳數(shù)的烷烴，斷鏈比脫氫容易； b 烷烴的相對穩(wěn)定性隨碳鏈的增長而降低 。 c 脫氫難易與烷烴的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，叔氫最易脫去，仲氫次之，伯氫最難； 環(huán)烷烴裂解的規(guī)律： a 側(cè)鏈烷基比烴環(huán)易裂解，乙烯收率高。 b 環(huán)烷烴脫氫比開環(huán)反應(yīng)容易，生成芳烴可能性大。 c 長側(cè)鏈的環(huán)烷烴斷側(cè)鏈時(shí)，首先在側(cè)鏈的中央斷裂，至烴環(huán)不帶側(cè)鏈為止；五元環(huán)比六元環(huán)較難開環(huán)。 d 環(huán)烷烴裂解反應(yīng)難易程度：側(cè)鏈環(huán)烷烴＞烴環(huán)，脫氫＞開環(huán)。原料中環(huán)烷烴含量增加，則乙烯收率下降 ，丙烯、丁二烯、芳烴收率增加。 芳香烴熱裂解的規(guī)律： a 芳烴的脫氫縮合反應(yīng)，生成稠環(huán)芳烴甚至結(jié)焦； b 烷基芳烴的側(cè)鏈發(fā)生斷裂或脫氫反應(yīng)，生成苯、甲苯和二甲苯； c 芳香烴不宜作為裂解原料，因?yàn)椴荒芴岣咭蚁┦章?，反而易結(jié)焦縮短運(yùn)轉(zhuǎn)周期； d 各族烴的裂解難易程度：正構(gòu)烷烴＞異構(gòu)烷烴＞環(huán)烷烴 (六元環(huán)＞五元環(huán) )＞芳烴。 造成裂解過程結(jié)焦生碳的主要反應(yīng)： ○ 1 烯 烴 經(jīng) 過 炔 烴 中 間 階 段 而 生 碳CH2=CH2 ?? ?? H— CH2=CH ?? ?? H— CH≡ CH ?? ?? H— CH≡C ?? ?? H— C≡ C ? ?? Cn ○ 2 經(jīng)過芳烴中間階段而結(jié)焦 萘 ?? ?? H— 二聯(lián)萘?? ?? H— 三聯(lián)萘 ?? ?? H— 焦。 33 在原料確定的情況下，從裂解過程的熱力學(xué)和動力學(xué)出發(fā)，為了獲取最佳裂解效果，應(yīng)選擇什么樣的工藝參數(shù)（停留
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