【正文】 等工藝生產(chǎn)過(guò)程。 11． 答： 化工裝置在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品量或在單位時(shí)間內(nèi)處理的原料量，稱為生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)化率越大，說(shuō)明參加反應(yīng)的原料量越多，轉(zhuǎn)化程度越高。工藝除指技術(shù)外，還應(yīng)包括過(guò)程的理論、系統(tǒng)、各環(huán)節(jié)的安排，所以工藝是工程和技術(shù)、藝術(shù)的結(jié)合。 4． 答： 指各化工生產(chǎn)過(guò)程中以物理為主的處理方法，概括為具有共同物理變化特點(diǎn)的基本過(guò)程。例如石油烴熱裂解裝置是由原料油貯罐、原料油預(yù)熱器、裂解爐、急冷換熱器、氣包、急冷器、油洗塔、燃料油氣提塔、裂解輕柴油氣提塔、水洗塔、油水分離器等設(shè)備，鼓風(fēng)機(jī)、離心泵等機(jī)器，熱電偶、孔板流量計(jì)、壓力計(jì)等儀表和自控器適當(dāng)組合起來(lái)的。 14．原料預(yù)處理；化學(xué)反應(yīng)；產(chǎn)品精制。 。 ；化學(xué)。 ；煤；石油。 ；間接液化。 ；混合物。 ；高辛烷值汽油組分。 15．乙烯；丙烯；丁二烯；苯；甲苯；二甲苯；甲醇。 2．答： 化工生產(chǎn)從原料開(kāi)始到制成目的產(chǎn)物，要經(jīng)過(guò)一系列物理的和化學(xué)的加工處理步驟，這一系列加工處理步驟，總稱為化工過(guò)程。如精餾操作、吸收操作等。 7． 答： 工藝流程就是按物料加工的先后順序?qū)⑦@些單元表達(dá)出來(lái)。 9． 答： 表示了參加主反應(yīng)的原料量與參加反應(yīng)的原料量之間的數(shù)量關(guān)系。 12． 答： 消耗定額是指生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的原料量，即每生產(chǎn)一噸 100%的產(chǎn)品所需要的原料數(shù)量。 16． 答： 在隔絕空氣的條件下加熱煤，使其分解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦?fàn)t氣。 19． 答： 預(yù)處理過(guò)的原油經(jīng)預(yù)熱到 200～ 240℃后進(jìn)入初餾塔，初餾塔底餾出的稱為拔頭原油?？梢院?jiǎn)單分為：基本有機(jī)化工產(chǎn)品和高分子產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品等終端產(chǎn)品。 6．答：干氣主要成分是甲烷，其次還有少量的乙烷、丙烷和丁烷及更重的烴烴，也會(huì) 有 CON H2S和 NH3等。 8. 答： 轉(zhuǎn)化率產(chǎn)率 =收率。 50% ＝ 84% 或者： 產(chǎn)率（或選擇性）＝ 參加反應(yīng)的原料量 原料量生成目的產(chǎn)物所消耗的 100% ＝ 1000840 100% ＝ 84% 2． 單程轉(zhuǎn)化率 ＝ 進(jìn)入反應(yīng)器的反應(yīng)物量 參加反應(yīng)的反應(yīng)物量 100% ＝（ 70004500）247。 9000 100%＝ % 4．總轉(zhuǎn)化率 ＝ 進(jìn)入反應(yīng)器的反應(yīng)物量 參加反應(yīng)的反應(yīng)物量 100% ＝（ 50001500）247。 ；濕氣。 8．烴類；非烴類。 ；丁烷。 16 氫；一氧化碳。 3．答： 指各化工生產(chǎn)過(guò)程中以化學(xué)為主的處理方法，概括為具有共同化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)的基本過(guò)程。 5．答： 化工工藝即化工技術(shù)或化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，指將原料物主要經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過(guò)程 , 包括實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的全部措施。如果以方框來(lái)表達(dá)各單元，則稱為流程框圖；如果以設(shè)備外形或簡(jiǎn)圖表達(dá)的流程圖則稱為工藝（原理）流程圖。 10．表示進(jìn)入反應(yīng)器的原料與生成目的產(chǎn)物所消耗的原料之間的數(shù)量關(guān)系。 消耗定額 ＝ 產(chǎn)品量原料量 13． 答： 催化加氫裂化是在加熱、高氫壓和采用具有裂化和加氫兩種作用的雙功能催化劑存在的條件下，使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)烴、汽油、噴氣燃料（航煤）、柴油等的過(guò)程。其中在煤焦油中可獲得萘，在粗苯中可得到苯、甲苯、二甲苯等。 20． 答： 初餾塔蒸出的塔頂油氣經(jīng)冷凝冷卻后進(jìn)行氣液分離，氣體稱為拔頂氣。 2．答：常減壓蒸餾、催化裂化、催化重整、催化加氫、焦化、加氫精制和石油烴熱裂解。對(duì)它稍加壓縮不會(huì)有液體產(chǎn)生，故稱為干氣；濕氣除甲烷和乙烷等低碳烷烴外，還含有少量輕汽油，對(duì)它稍加壓縮就有稱為凝析油的液態(tài)烴析出來(lái)，故稱為濕氣。 9. 答：前五章講解乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、甲醇等基本有機(jī)原料的生產(chǎn)，后五章則是介紹以這些產(chǎn)品為原料進(jìn)一步生產(chǎn)其它有機(jī)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)。 7000 100%＝ % 生成目的產(chǎn)物所消耗的原料量 X＝ 4500 28247。 5000 100%＝ 70% 5．解：消耗的原料量＝ 4550＋（ 70004550） 5%＝ 4550＋ ＝ 消耗定額 ＝ 產(chǎn)品量原料量 ＝ ＝ 第一章 烴類熱裂解 一、填空題 1．天然氣；煉廠氣；石腦油；柴油；重油。 6．較低；芳烴縮合；較高；乙炔。 10．提高；降低。 14．高溫；短停留時(shí)間；低烴分壓。 17．停爐；不停爐。 ；裂解和高壓蒸汽；急冷油和燃料油；急冷水和稀釋水蒸汽。 所謂二次反應(yīng)就是一次反應(yīng)生成的乙烯、丙烯繼續(xù)反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為炔烴、二烯烴、芳烴直至生碳或結(jié)焦的反應(yīng)。 聯(lián)動(dòng)試車(chē)是用水、空氣或和生產(chǎn)物料相似的其它介質(zhì)，代替生產(chǎn)物料所進(jìn)行的一種模擬生產(chǎn)狀態(tài)的試車(chē)。停留時(shí)間一般用τ來(lái)表示，單位為秒。異構(gòu)烷烴的烯烴總收率低于同碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴。 芳烴 — 無(wú)側(cè)鏈的芳烴基本上不易裂解為烯烴；有側(cè)鏈的芳烴，主要是側(cè)鏈逐步斷鏈及脫氫。所以含烯烴的原料如二次加工產(chǎn)品作為裂解原料不好。水蒸汽的加入量隨裂解原料而異，一般地說(shuō)，輕質(zhì)原料裂解時(shí)，所需稀釋蒸汽量可以降低，隨著裂解原料變重，為減少結(jié)焦，所需稀釋水蒸汽量將增大。 6．答：管式裂解爐裂解的生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)： 反應(yīng)器與加熱爐融為一體，稱為裂解爐。 SRT 型爐是目前世界上大型乙烯裝置中應(yīng)用最多的爐型。毫秒爐由于管徑較小，所需爐管數(shù)量多，致使裂解爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資相對(duì)較高。它是美國(guó)斯通－韋伯斯特（ Stone amp。因此應(yīng)選擇一個(gè)最適宜的裂解溫度，發(fā)揮一次反應(yīng)在動(dòng)力學(xué)上的優(yōu)勢(shì)，而克服二次反應(yīng)在熱力學(xué)上的優(yōu)勢(shì)，既可提高轉(zhuǎn)化率也可得到較高的乙烯收率。聚合、脫氫縮合、結(jié)焦等二次反應(yīng)，都是分子數(shù)減少的反應(yīng)，降低壓力不利于平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)。濃度的改變對(duì)三個(gè)反應(yīng)速度降低的程度不一樣，雙分子和多分子反應(yīng)速度的降低比單分子反應(yīng)速度要大得多。不同的裂解溫度，所對(duì)應(yīng)的峰值收率不同，溫度越高，乙烯的峰值收率越高，相對(duì)應(yīng)的最適宜的停留時(shí)間越短，在一定的反應(yīng)溫度下，每一種裂解原料，都有它最適宜的停留時(shí)間，如裂解原料較重，則停留時(shí)間應(yīng)短一些，原料較輕則可選擇稍長(zhǎng)一些。 （ 3）廢熱鍋爐出口溫度超過(guò)設(shè)計(jì)允許值，或廢熱鍋爐進(jìn)出口壓差超過(guò)設(shè)計(jì)允許值。 14．答：（ 1）易于從裂解氣中分離；（ 2）可以抑制原料中的硫?qū)辖痄摴艿母g；（ 3）可脫除爐管的部分結(jié)焦；（ 4）減輕了爐管中鐵和鎳對(duì)烴類氣體分解生碳的催化作用；（ 5）穩(wěn)定爐管裂解溫度；（ 6）降低烴分壓的作用明顯。 17．答： （ 1）原料油供給和預(yù)熱系統(tǒng)；（ 2）裂解和高壓蒸汽系統(tǒng)；（ 3）急冷油和燃料油系統(tǒng)；（ 4）急冷水和稀釋水蒸汽系統(tǒng)。當(dāng)壓降減少后（焦已大部分被清除），再切換為原來(lái)的裂解原料。另外如果在此處采用減壓操作，而對(duì)后繼分離部分的裂解氣壓縮操作就 會(huì)增加負(fù)荷，即增加了能耗。 22．答：水洗的作用一是將裂解氣繼續(xù)降溫到 40℃左右，二是將裂解氣中所含的稀釋蒸汽冷凝下來(lái)，并將油洗時(shí)沒(méi)有冷凝下來(lái)的一部分輕質(zhì)油也冷凝下來(lái)，同時(shí)也可回收部分熱量。 （ 4）由于調(diào)節(jié)回路和儀表發(fā)生故障、失靈而造成的生產(chǎn)事故。 （ 2）裂解和高壓蒸汽系統(tǒng) 高溫反應(yīng)，快速急冷，中止反應(yīng)，回收熱量產(chǎn)生高壓蒸汽。 3．答：烷烴 — 正構(gòu)烷烴最利于生成乙烯、丙烯，是生產(chǎn)乙烯的最理想原料。 環(huán)烷烴 — 在通常裂解條件下，環(huán)烷烴脫氫生成芳烴的反應(yīng)優(yōu)于斷鏈（開(kāi)環(huán)）生成單烯烴的反應(yīng)。所以芳烴不是裂解的合適原料。 4．答：急冷換熱器的給水先在對(duì)流段預(yù)熱并局部汽化后送入高壓汽包，靠自然對(duì)流流入急冷換熱器中，產(chǎn)生 11MPa 的高壓水蒸汽，從汽包送出的高壓水蒸汽進(jìn)入裂解爐預(yù)熱段過(guò)熱，過(guò)熱至 470℃后供壓縮機(jī)的蒸汽透平使用。 4． 增加；升高；提高；冷量。 8．乙醇胺吸收法；堿洗法。 12．第二脫甲烷塔；乙烯精餾塔。 16． 乙烷；乙烯；乙烷 — 乙烯；聚合級(jí)乙烯；乙烷。 三、解釋概念 1．答：深冷分離是在 100℃左右的低溫下，將裂解氣中除了氫和甲烷以外的其它烴類全部冷凝下來(lái)。 3．答：在生產(chǎn)中，脫甲烷塔系統(tǒng)為了防止低溫設(shè)備散冷，減少其與環(huán)境接觸的表面積，常把節(jié)流膨脹閥、高效板式換熱器、氣液分離器等低溫設(shè)備，封閉在一個(gè)有絕熱材料做成的箱子中，此箱稱之為冷箱 4．答： 常規(guī)的精餾塔都是從塔頂冷凝器取走熱量，由塔釜再沸器供給熱量，通常塔頂冷凝器取走的熱量是塔釜再沸器加入熱量的 90%左右，能量利用很不合理。該熱泵系統(tǒng)是既向塔頂供冷又向塔釜供熱的制冷循環(huán)系統(tǒng)。 （ 3）．低溫精餾分離系統(tǒng) 這是深冷分離的核心，其任務(wù)是將各組分進(jìn)行分離并將 乙烯、丙烯產(chǎn)品精制提純。這不僅需要大量的冷量，而且要用很多耐低溫鋼材制造的設(shè)備，這無(wú)疑增大了投資和能耗，在經(jīng)濟(jì)上不夠合理。在復(fù)迭換 熱器中一定要有溫差存在，即丙烯的蒸發(fā)溫度一定要比乙烯的冷凝溫度低，才能組成復(fù)迭制冷循環(huán)。工業(yè)生產(chǎn)上采用的裂解氣分離方法，主要有深冷分離和油吸收精餾分離兩種。 危害： 酸性氣體含量過(guò)多時(shí)，對(duì)分離過(guò)程會(huì)帶來(lái)危害： H2S 能腐蝕設(shè) 備管道，使干燥用的分子篩壽命縮短，還能使加氫脫炔用的催化劑中毒； CO2 則在深冷操作中會(huì)結(jié)成干冰，堵塞設(shè)備和管道，影響正常生產(chǎn)。 醇胺法吸收劑可再生循環(huán)使用，吸收液消耗少，但是： （ 1）醇胺法吸收不如堿洗徹底； （ 2）醇胺法對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高，投資相應(yīng)增大； （醇胺水溶液呈堿性，但當(dāng)有酸性氣體存在時(shí)，溶液 PH 值急劇下降，從而對(duì)碳鋼設(shè)備產(chǎn)生腐蝕）； （ 3）醇胺溶液可吸收丁二烯和其它雙烯烴； （吸收雙烯烴的吸收劑在高溫下再生時(shí)易生成聚合物，由此既造成系統(tǒng)結(jié)垢，又損失了丁二烯。 其原理分別是 ： （ 1）氫氧化鈉（ NaOH） CO2十 2NaOH—— → Na2CO3十 H2O H2S 十 2NaOH—— → Na2S 十 2H2O （ 2） 乙醇胺 （ HOCH2CH2NH2） 2HOCH2CH2NH 十 H2S (HOCH2CH2NH3)2S 2HOCH2CH2NH2十 CO2 (HOCH2CH2NH3)2CO3 9．答：裂解氣中少量乙炔、丙炔和丙二烯的存在嚴(yán)重地影響乙烯、丙烯的質(zhì)量。催化加氫法是將裂解氣中的乙炔加氫成為乙烯。 常用的脫水的方法： 工業(yè)上對(duì)裂解氣進(jìn)行深度干燥的方法很多，主要采用固體吸附方法。 CH4十 H2O— → CO 十 3H2 C2H6十 2H2O— → 2CO 十 5H2 CO 的危害： 經(jīng)裂解氣低溫分離，一氧化碳部分富集于甲烷餾份中，另一部分富集于富氫餾分中。 脫除的方法： 乙烯裝置中采用的脫除 CO 的方法是甲烷化法，甲烷化法是在催化劑存在的條件下，使裂解氣中的一氧化碳催化加氫生成甲烷和水，從而達(dá)到脫除 CO 的目的。為了保證乙烯的純度，加氫后還需要將氫氣帶入的甲烷和剩余的氫脫除，因此，需設(shè)第二脫甲烷塔，導(dǎo)致流程復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用高。塔頂尾氣中乙烯的含量應(yīng)盡可能少，以利于提高乙烯的回收率。所以在滿足塔頂露點(diǎn)的要求條件下，在同一溫度和壓力水平下，分子比越大，乙烯損失率越小。雖然需要低溫級(jí)冷劑，但因易分離，回流比較小，折算到每噸乙烯的能量消耗，低壓法僅為高壓法的 70%多一些。 TPL 公司采用了中壓脫甲烷的工藝流程。 17．答：乙烯精餾的影響因素有壓力、溫度。 18．答：丙烯精餾塔就是分離丙烯 — 丙烷的塔，塔頂?shù)玫奖?，塔底得到丙烷? 22．答：閉式熱泵 —— 塔內(nèi)物料與制冷系統(tǒng)介質(zhì)之間是封閉的，而用外界的工作介質(zhì)為制冷劑。但流程復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用較高。 24．答：丙烯精餾過(guò)程在低壓法情況采用熱泵。 2． 1． 答： 氨蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)可由四個(gè)基本過(guò)程組成。為了使其液化，首先通過(guò)氨壓縮機(jī)壓縮，使氨蒸氣壓力升高。節(jié)流膨脹后形成低壓 ，低溫的汽液混合物進(jìn)入蒸發(fā)器。如下圖： 一般制冷圖 熱泵系統(tǒng)是既向塔頂供冷又向塔釜供熱的制冷循環(huán)系統(tǒng)。 7．答： 順序分離工藝流程簡(jiǎn)圖 1— 壓縮機(jī)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段； 2— 堿洗塔； 3— 壓縮機(jī)Ⅳ、Ⅴ段； 4— 干燥器； 5— 冷箱； 6— 第一脫甲烷塔； 7— 第一脫乙烷塔； 8— 第二脫甲烷塔； 9— 乙烯精餾塔； 10— 加氫反應(yīng)器； 11— 脫丙烷塔； 12— 第二脫乙烷塔； 13— 丙烯精餾塔； 14— 脫丁烷塔； 15甲烷化反應(yīng)器； 16－干燥器 或者： 壓 縮 脫 酸 性 氣 干 燥脫甲烷壓 縮脫乙烷脫丙烷脫丁烷乙烯精餾凝液蒸出丙烯精餾冷 箱脫 乙炔甲 烷化脫 丙炔制冷冷卻甲 烷 、 殘 氣水 分乙 烯石 油 烴 裂 解 氣硫 化 物 、 二 氧 化 碳乙 烷 回 裂 解 爐丙 烯丙 烷碳 四 餾 分碳 五 及 碳 五 以 上 餾 分重 組 分輕 組 分 分離的順序是： 按裂解氣中各組分碳原子數(shù)由小到大的順序進(jìn)行分離，即先分離出甲烷、氫，其次是脫乙烷及乙烯的精餾，接著是脫丙烷和丙烯的精餾 ，最后是脫丁烷，塔底得碳五餾分。 3． 乙腈法（ ACN 法） ；二甲基甲酰胺法（ DMF 法）； N－甲基吡咯烷酮法（ NMP 法） 4． 從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合 C4餾分中；從煉油廠 C4餾分脫氫。 8． 非常接 近；不會(huì)。 2． 答： 萃取精餾的