【文章內容簡介】 方法有幾種，你認為哪種好，為什么？若設計一個間接急冷換熱器其關鍵指標是什么？如何評價一個急冷換熱器的優(yōu)劣？9裂解氣進行預分離的目的和任務是什么？裂解氣中要嚴格控制的雜質有哪些？這些雜質存在的害處？用什么方法除掉這些雜質，這些處理方法的原理是什么？10壓縮氣的壓縮為什么采用多級壓縮，確定段數的依據是什么？11某乙烯裝置采用低壓法分離甲烷，整個裝置中需要的最低冷凍溫度為115℃，根據乙烯裝置中出現的原料、產品，設計一個能夠提供這樣低溫的制冷系統(tǒng)，繪出制冷循環(huán)示意圖。并標以各蒸發(fā)器和冷凝器的溫度（第一級冷凝器溫度，為冷卻水上水溫度25～30℃）。12裂解氣分離流程各有不同，其共同點是什么？試繪出順序分離流程、前脫乙烷后加氫流程，前脫丙烷后加氫流程簡圖，指出各流程特點，適用范圍和優(yōu)缺點。13甲烷塔操作壓力的不同，對甲烷塔的操作參數（溫度、回流比…）、塔設計（理論板數，材質…），即未來的操作費用和投資有什么影響？14對于一已有的甲烷塔H2/CH4對乙烯回收率有何影響？采用前冷工藝對甲烷塔分離有何好處？15何為非絕熱精餾，何種情況下采用中間冷凝器或中間再沸器，分析其利弊。16根據本章所學知識，試設計一個簡單的流程表述烴類熱裂解從原料到產品所經歷的主要工序及彼此的關系。17近年來乙烯工業(yè)的主要發(fā)展方向和研究開發(fā)的熱點是什么？5※習題四第4章課后習題1. 芳烴中的“三苯”及“三烯”分別指什么？答：芳烴中的“三苯”指苯、甲苯、二甲苯；“三烯”指乙烯、丙烯、丁二烯。2. 芳烴的兩種原料是什么？石油芳烴主要來源哪2種原料？答：芳烴的2種原料是煤、石油；石油芳烴主要來源于石腦油重整生成油、烴裂解生產乙烯副產的裂解汽油。3. 芳烴餾分的分離主要有哪2種方法？原理是什么？答：芳烴餾分的分離方法主要有溶劑萃取法和萃取蒸餾法2種。其原理分別如下：溶劑萃取分離芳烴是利用一種或兩種以上的溶劑（萃取劑）對芳烴和非芳烴選擇溶解分離出芳烴。對溶劑性能的基本要求：對芳烴的溶解選擇性好、溶解度高；與萃取原料密度差大；蒸發(fā)潛熱與熱容小、蒸汽壓??；有良好的化學穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性、腐蝕性小。萃取蒸餾是利用極性溶劑與烴類混合時，能降低烴類蒸汽壓使混合物初沸點提高的原理而設計的工藝過程，由于此種效應對芳烴的影響最大，對環(huán)烷烴的影響次之，對烷烴的影響最小，這樣就有助于芳烴和非芳烴的分離。4. C8芳烴（4種）分別是如何分離的？答：4種C8芳烴的分離方法如下：① 鄰二甲苯的分離沸點最高，℃ 精餾法分離。② 乙苯的分離沸點最低，℃ 精餾分離耗能大，在異構化裝置中轉化回收。③ 對、間二甲苯的分離℃，難于采用精餾方法進行分離。目前工業(yè)上采用的方法主要有深冷結晶分離法、絡合萃取分離法、模擬移動床吸附分離法。5. 工業(yè)分離對二甲苯的方法有哪3種？答：工業(yè)分離對二甲苯的方法有深冷結晶分離法、絡合萃取分離法、模擬移動床吸附分離法3種。Ⅰ.深冷結晶分離法：工業(yè)上多采用二段結晶工藝。第一段結晶，對二甲苯純度約為85%～90%；%～%。Ⅱ.絡合萃取分離法：利用一些化合物與二甲苯異構體形成絡合物的特性可以達到分離各異構體的目的。Ⅲ.模擬移動床吸附分離法：利用固體吸附劑吸附二甲苯異構體的能力不同進行的一種分離方法。補充習題：1簡述芳烴的主要來源及主要生產過程。2芳烴的主要產品有哪些？各有何用途？3試論芳烴轉化的必要性與意義，主要的芳烴轉化反應有哪些？4試分析我國與美國、日本的芳烴生產各有何特點及其原因。5簡述苯、甲苯和各種二甲苯單體的主要生產過程，并說明各自的特點。6簡述芳烴生產技術的新進展及其主要特征。7如何理解芳烴生產、轉化與分離過程之間的關系，試組織兩種不同的芳烴生產方案。5※習題五課后習題：1. 有哪些原料可生產合成氣？合成氣的生產方法有哪些？近年來出現哪些生產合成氣的新方法？ 答：制造合成氣的原料是多種多樣的，許多含碳資源如煤、天然氣、石油餾分、農林廢料、城市垃圾等均可用來制造合成氣。合成氣的生產方法如下：① 以煤為原料的生產方法 有間歇和連續(xù)兩種操作方式。煤制合成氣中H2/ CO比值較低，適于合成有機化合物。 ② 以天然氣為原料的生產方法 主要有轉化法和部分氧化法。目前工業(yè)上多采用水蒸氣轉化法，該法制得的合成氣中H2/CO比值理論上是3，有利于用來制造合成氨或氫氣。 ③ 以重油或渣油為原料的生產方法 主要采用部分氧化法。生產合成氣的新方法：近年來，部分氧化法的工藝因其熱效率較高。H2/CO比值易于調節(jié)，故逐漸收到重視和應用，但需要有廉價的氧源，才能有滿意的經濟性。最近開展了二氧化碳轉化法的研究，有些公司和研究者已進行了中間規(guī)模和工業(yè)化的擴大試驗。2．為什么天然氣—水蒸氣轉化過程中需要供熱？供熱形式是什么？一段轉化爐有哪些型式？答：從熱力學角度看，高溫下甲烷濃度低，從動力學看，高溫使反應速率加快，所以出口殘余甲烷含量低。因加壓對平衡的不利影響，更要提高溫度來補償。甲烷與水蒸氣反應生成CO和H2是吸熱的可逆反應，高溫對平衡有利，即H2及CO的平衡產率高，CH4平衡含量低。高溫對一氧化碳變換反應的平衡不利，可以少生成二氧化碳，而且高溫也會抑制一氧化碳岐化和還原析碳的副反應。但是，溫度過高，會有利于甲烷裂解，當高于700℃時，甲烷均相裂解速率很快，會大量析出碳，并沉積在催化劑和器壁上。一段轉化采用管間供熱；二段轉化則是溫度在800℃左右的一段轉化氣絕熱進入二段爐，同時補入氧氣，氧與轉化氣中甲烷燃燒放熱進行供熱。一段轉化爐的爐型主要有兩大類，一類是以美國凱洛格公司為代表所采用的頂燒爐，另一類是以丹麥托普索公司為代表所采用的側燒爐。3. 由煤制合成氣有哪些生產方法？這些方法相比較各有什么優(yōu)點？較先進的方法是什么？答：固定床間歇式氣化制水煤氣法：優(yōu)點是只用空氣不用純氧，成本和投資費用低。固定床連續(xù)式氣化制水煤氣法：優(yōu)點是可連續(xù)制氣，生產強度較高，而且煤氣質量也穩(wěn)定。流化床連續(xù)式氣化制水煤氣法：優(yōu)點是提高了單爐的生產能力，同時適應了采煤技術的發(fā)展，直接使用小顆粒碎煤為原料，并可利用褐煤等高灰分煤。氣流床連續(xù)式氣化制水煤氣法：優(yōu)點是擴散速率和反應速率均相當高，生產強度非常大，碳的轉化率很高。通過以上可以看出較先進的方法是固定床連續(xù)式氣化制水煤氣法、流化床連續(xù)式氣化制水煤氣法和氣流床連續(xù)式氣化制水煤氣法。4. 為什么一氧化碳變換過程要分段進行，要用多段反應器？段數的選定依據是什么？有哪些形式的反應器？答：變換反應的溫度最好沿最佳反應溫度曲線變化，反應初期，轉化率低，最佳溫度高；反應后期，轉化率高，最佳溫度低，但是CO變換反應是放熱的，需要不斷地將此熱量排出體系才可能使溫度下降。在工程實際中，降溫措施不可能完全符合最佳溫度曲線，變換過程是采用分段冷卻來降溫，即反應一段時間后進行冷卻，然后再反應，如此分段越多，操作溫度越接近最佳溫度曲線。應特別注意的是，操作溫度必須控制在催化劑活性溫度范圍內，低于此范圍，催化劑活性太低，反應速率太慢；高于此范圍，催化劑易過熱而受損，失去活性。反應器分段太多，流程和設備太復雜，過程上并不合理，也不經濟。具體段數由水煤氣CO含量、所要達到的轉化率、催化劑活性溫度范圍等因素決定，一般23段即可滿足高轉化率的要求。變換反應器的類型有：中間間接冷卻式多段絕熱反應器、原料氣冷激式多段絕熱反應器和水蒸氣或冷凝水冷激式多段絕熱反應器。5. 一氧化碳變換催化劑有哪些類型？各適用于什么場合？使用中注意哪些事項？答：鐵鉻系變換催化劑 ：其化學組成以Fe2O3為主，促進劑有Cr2O3和K2CO3，反應前還原成Fe3O4才有活性。適用溫度范圍300～530℃。該類催化劑稱為中溫或高溫變換催化劑，因為溫度較高，反應后氣體中殘余CO 含量最低為3%～4%。銅基變換催化劑： 其化學組成以CuO為主，ZnO和Al2O3為促進劑和穩(wěn)定劑，反應前也要還原成具有活性的細小銅晶粒。該類催化劑另一弱點是易中毒，106。銅基催化劑適用溫度范圍180～260℃，稱為低溫變換催化劑，%～%。銅基催化劑活性高，若原料氣中CO含量高時，應先經高